Текст
                    6
Мероприятия по расширению производства и сбыта охлажденного мяса
№ 4
для использования (потенциальной энергии
природного газа три получении искусственного
холода;
— разработку мощных абсорбционных
холодильных агрегатов «с использованием
природного газа;
— 'расширение номенклатуры
центробежных компрессоров и турбокомпрессорных
агрегатов;
— освоение бессалшиковых аммиачных
насосов;
— «производство «новых фреонов, их смесей
и других холодильных агентов, а также
.полное удовлетворение 'промышленности во
фреоне-12;
— заводское изготовление
интенсифицированных воздухоохладителей с автоматическим
оттаиванием снеговой шубы, облегченных
изотермических дверей с воздушной завесой и
автоматическим управлением;
— проведение полной автоматизации
холодильных установок с помощью надежно
действующих приборов автоматики и электронных
устройств во всей необходимой
номенклатуре; ¦ ! :*jtj
— совершенствование аммиачных и фреоно-
Задача расширения производства
охлажденного мяса в Советском Союзе была выдвинута
ЦК КПСС и Советом Министров СССР в
постановлении от 18 сентября 1959 г. «О мерах
по улучшению переработки скота и птицы».
В 1964 г. Совет народного хозяйства СССР
обязал Советы народного хозяйства союзных
республик и Средазсовнархоз утвердить по
каждому мясокомбинату количество мяса,
предназначенное для продажи в охлажденном
виде, и при этом значительно увеличить его
выпуск.
Расширение реализации мяса в охлажден-
вых схем непосредственного охлаждения с
применением интенсифицированных приборов
охлаждения;
— создание новых высокопроизводительных
автоматизированных скороморозильных
аппаратов для выпуска мороженой рыбы и мяса в
отрубах, блоках и кулинарных порциях, а
также замороженных овощей и фруктов, творога
и других пищевых (продуктов;
— (применение сублимационной сушки и
замораживания с предварительным
подсушиванием;
— изучение (специфических условий и
разработку холодильного оборудования для
химической, медицинской,
металлообрабатывающей и других специальных отраслей
промышленности.
Для выполнения указанных задач, а также
увеличения выпуска и расширения
номенклатуры холодильного оборудования наряду с
другими организационно-техническими
мероприятиями должна быть осуществлена
дальнейшая специализация заводов и
конструкторских бюро холодильного машиностроения и
приборостроения.
УДК 637.5.037.1.002.2:658.8
ном виде является очень важным
мероприятием.
В мороженом мясе, как правило, не успевает
пройти процесс созревания, поэтому его
вкусовые качества и степень усвояемости
значительно ниже, чем у охлажденного.
Кроме того, процесс замораживания связан
с большими потерями. Так, по данным ВНИХИ
и ВНИИМП, в 1963 т. общие потери мяса в
результате усушки составили 108 тыс. т, в том
числе при замораживании 24,2 тыс. т.
По данным ВНИХИ, 'потери мясного сока
при выработке полуфабрикатов из морожено-
Мероприятия по расширению производства и сбыта охлажденного мяса
Е. Г. БИРУЛЯ—начальник Управления мясной и птицеперерабатывающей промышленности
Государственного комитета по пищевой промышленности при Госплане СССР


№4 Мероприятия по расширению производства и сбыта охлажденного мяса 7 го, а затем дефростированного мяса достигают 6'°/с1 от веса сырья. При расфасовке мороженого мяса без его дефростации потери составляют 4;Vd против 1,6% в случае использования охлажденного мяса. Однако работники мясной (промышленности и торговли не (принимают необходимых мер для увеличения выпуска и реализации охлажденного мяса, а в отдельных случаях даже оказывают этому противодействие. В настоящее время все крупные 'Промышленные центры страны снабжаются в основном мороженым мясом. Так, в Москве, Ленинграде и других больших городах до 80a/ci мяса потребляется в мороженом виде, а в целом по стране — около двух третей общего его количества. Работники оптовой торговли и промышленности объясняют это положение главным образом резко выраженной сезонностью в производстве мяса и необходимостью создания его запасов. Однако это не совсем так. Как показывает практика, торговле охлажденным мясом препятствует также ряд других серьезных причин, обусловливающих незаинтересованность соответствующих хозяйственных организаций в осуществлении этого важного мероприятия. Мясокомбинаты, расположенные в пунктах потребления, предпочитают использовать получаемое от текущего убоя охлажденное мясо для промышленной переработки, в основном для производства колбасных изделий, так как это освобождает их от необходимости дефростации мороженого мяса. Мясокомбинаты, расположенные в сырьевых районах, не заинтересованы в отгрузке охлажденного мяса, потому что согласно пункту 7 «Особых условий поставки мяса и мясопродуктов» они обязаны при отгрузке охлажденного мяса возмещать получателям, т. е. распределительным холодильникам, расходы по замораживанию, стоимость убыли мяса и разницу в железнодорожных тарифах. Распределительные холодильники, получив от мясокомбинатов охлажденное мясо, замораживают его, как как для сохранения качества охлажденного мяса требуется строго соблюдать правила хранения и транспортировки, нарушение которых приводит к быстрой порче продукции. В связи с возмещением мясокомбинатами расходов по замораживанию эта операция длл распределительных холодильников становится безубыточной. Использование мясокомбинатами, расположенными в пунктах потребления, охлажденного iv;Hca текущего убоя для производства колбасных изделий нерационально, тем более, если учесть большие затраты на перевозку скота. Между тем, па Московском мясокомбинате, например, в 1962 г. 74fVd охлажденного мяса было переработано на колбасу, на Ленинград- оком — из 100 тыс. т свыше 70 тыс. г. Такое же соотношение в расходовании мяса наблюдается на мясокомбинатах в Горьком, Свердлозске и ряде других городов. Основное назначение мясокомбинатов в пунктах потребления — снабжение населения охлажденным мясом. (Поэтому все мясо, вырабатываемое ;в потребительских центрах, за исключением некондиционного, должно использоваться для реализации в охлажденном в аде. Колбасные же изделия могут быть выработаны без понижения качества из мороженого мяса. Изготовлению колбасных изделий из мороженого мяса препятствует имеющееся в настоящее время несоответствие мощности дефростеров производительности колбасных цехов. Увеличение мощности дефростеров не представляет особых трудностей и не требует больших капитальных затрат. В 1964 г. Совет Министров СССР утвердил строительство в Москве в 1965 г. дефростера необходимой мощности. Нужно, чтобы дефростеры были построены также при мясокомбинатах в Ленинграде, Горьком, Свердловске и других крупных городах. В связи с этим перед институтом Гипро- мясо стоит задача — (подготовить в текущем году необходимую техническую документацию и найти простое и дешевое техническое решение для дефростации мороженого мяса. Режимы дефростации, при которых потери могут быть минимальными, должны быть разработаны 'ВНИИМПом. Осуществление этих мероприятий позволит не менее половиныреализуемого мяса направлять в продажу в охлажденном виде. Так, потребности населения Москвы в охлажденном мясе будут удовлетворены на 50*Vo, Ленинграда — на 7QV<J. Доставка мяса из сырьевых районов в потребительские центры в охлажденном виде зависит от состояния и подготовки холодильного транспорта и распределительных холодильников. В настоящее время перевозки охлажденного мяса осуществляются в очень незначительных размерах. Это объясняется небольшой скоростью передвижения изотермических вагонов и нерегулярным льдоснабжением. Вагоны и поезда с машинным охлаждением, т. е. наиболее совершенные виды изотермического транспорта, не используются для перевозки охлажден-
g Мероприятия по расширению производства и сбыта охлажденного мяса № 4 ного мяса из-за отсутствия подвесных путей. Для организации массовых регулярных перевозок железнодорожным транспортом охлажденного мяса *с мясокомбинатов, расположенных в сырьевых районах, в 'крупные промышленные центры страны Министерство путей сообщения должно обеспечить часть поездов с 'машинным охлаждением подвесными путями. Как уже указывалось, охлажденное мясо, принятое распределительными холодильниками, (подвергается замораживанию. Так, в 1962 г. 47,2% охлажденного мяса, поступившего на распределительные холодильники Москвы, было заморожено. В известной мере это объясняется неприспособленностью существующих холодильников для хранения охлажденного мяса. На распределительных холодильниках- РСФСР емкость камер для охлажденного мяса, включая накопительные, которые предназначены для других целей, но оборудованы ми путями, не превышает 580 т, тогда как требуется 2000 т. В Ленинграде при потребности в 1100 т емкости для хранения охлажденного мяса имеется всего 216 т. В ряде промышленных центров, таких как Горький, Магнитогорск, Хабаровск, Иваново, Узловая, Брянск, распределительные холодильники не оборудованы подвесными путями для хранения охлажденного мяса. Свыше одной трети распределительных холодильников РСФСР не рассчитано на хранение охлажденного мяса. В целом по РСФСР емкость камер для хранения охлажденного мяса на распределительных холодильниках в три раза меньше необходимой. Исходя из условий реализации, запас охлажденного мяса должен быть пятидневным— 0,65 кг на человека,©том числе двухдневным— 0,26 кг на производственных и трехдневным— 0,39 кг на распределительных холодильниках. Однако в типовых проектах мясокомбинатов, Мощность мясокомбинатов (двухсменная), m 20 60 100 Расход мяса на выработку колбасных изделий, т\сутки 2,3 7,0 11,6 | Объем мораживаемого мя- ! са, т/сутки 8,0 25,2 42,0 Выпуск охлажден- i ного мяса, т/сутки 9,3 27,8 46,4 Необходимая емкость для хранения охлажденного мяса (при двухсуточном запасе), т 18,6 55,6 92,8 Таблица 1 Емкость для хранения охлажденного мяса по типовым проектам, т 6,3 40,0 60,0 Обеспеченность емкостью для хра-| нения охлажденного мяса, % 33,9 71,9 64,7 подвесными путями, составляла на 1/1 1963 г. 3684 т. В Москве, куда большая часть мяса завозится из других районов и где потребность в холодильной емкости для хранения охлажденного мяса выше, чем в других городах, емкость холодильных камер, оборудованных подвесны- разработанных Гипромясом, предусматривается только однодневный или, в лучшем случае, трехсменный запас охлажденного мяса (табл. 1). Еще меньшие запасы охлажденного мяса предусматриваются в типовых проектах распределительных холодильников (табл. 2). Таблица 2 Емкость распределительных холодильников, т 1500 3000 1 5000 10000 L г- ,16000 Численность обслуживаемого населения 75000 150000 250000 500000 800С00 Необходимая емкость для хранения охлажденного мяса, т 29,3 58,5 97,5 195,0 312,0 Емкость для хранения охлажденного мяса по типовым проектам, т 40 20 95 30 55 Обеспеченность емкостью для хранения охлажденного муса, °/о 136,5 34,2 97,4 15,4 17,6
№ 4 Мероприятия по расширению производства и сбыта охлаоюденного мяса 9 Только в типовых проектах холодильников на 1500 и 5000 г емкость камер для охлаждаемого мяса обеспечивает потребность населения. Во всех других проектах обеспеченность колеблется от 15,4 до 34,2!э/о. При этом, чем больше холодильник, тем меньше предусматривается емкость для хранения охлажденного мяса. Если на холодильнике емкостью 3000 г коэффициент обеспеченности составляет 0,3, то на холодильниках емкостью 10000 и 16000 т— только 0,15—0,18. Необходимо, чтобы при переработке типовых проектов Гипромясо и Гипрохолод устранили эти недостатки. Хранение охлажденного мяса требует более строгого соблюдения установленных режимов в камерах. Опыт работы показывает, что 'при нормальных условиях эксплуатации холодильников охлажденное мясо можно сохранять в течение значительно большего времени, чем 2—3 дня. В 1963 г. ВНИХИ проведена работа по определению сроков хранения сортовых отрубов из охлажденного мяса в камере Опытного холодильника при температуре 0-ь-—2,5° и охлажденного мяса на 'распределительном холодильнике № 12 после транспортировки мяса (в подвешенном состоянии) в изотермических кузовах автомашин с периферийного мясокомбината. Как показали опыты, продолжительность хранения сортовых отрубов может быть увеличена до 11 —14 суток. При поддержании надлежащего температурного режима в изотермических кузовах автомашин как в холодный, так и в теплый период года качество транспортируемого мяса полностью сохраняется. Естественная убыль в пути в теплый период года составляла лишь около 20% установленных норм, в холодный период она была очень мала или отсутствовала. В теплый период тода срок хранения говядины I 'категории на распределительном холодильнике № 12 при средней температуре воздуха в 'камере —1,7ч—0,4° был равен 6 суткам, а с момента убоя — 9 — 10 суткам. В холодный период года срок хранения говядины I категории при средней температуре воздуха в 'камере 0° составлял 8 суток, говядины II категории (молодняка) — 6—7 суток и с момента убоя, соответственно, 12 и 10 суток. Проведенные опыты показали, что при соблюдении технологических режимов сохранение охлажденного мяса в хорошем состоянии возможно в течение 10—12 суток (с момента убоя). В соответствии с этим ВНИХИ рекомендованы следующие условия транспортировки: средняя температура в центре изотермического кузова автомашины 0—1°, продолжительность транспортиро;в'Ки в теплый период года не более 48, в холодный период — не более 72 часов. Естественная убыль охлажденного мяса при транспортировке авторефрижераторами не превышает 0,08ю/о!, т. е. меньше нормативной в 3,7 раза. Однако эти данные достоверны для тех случаев, когда мясо, пол(ученное на мясокомбинате, удовлетворяло существующим санитарным и ветеринарным требованиям боенской обработки. При недостаточно высоком уровне санитарной 'культуры производства на некоторых мясокомбинатах и убойных пунктах охлажденное мясо обсеменяется бактериями и плесенями и впоследствии быстро портится. Неудовлетворительная технологическая обработка мяса (плохое обескровливание, заре- зы и др.) также является одной из причин, сдерживающих широкое снабжение населения охлажденным мясом. Кроме того, в период массовой переработки скота на ряде предприятий не соблюдаются режимы термической обработки. Вместо предусмотренной ГОСТом 779—55 температуры в толще мышц не выше 4° с мясокомбинатов поступает мясо с температурой 8—10°, что не позволяет сохранять охлажденное мясо более 4—5 суток. В течение этого срока невозможно доставить мясо из пунктов производства в промышленные центры страны. В настоящее время на предприятиях, в совнархозах, Государственных комитетах, Госплане СССР и Госпланах союзных республик проводится работа по составлению пятилетнего плана 'развития народного хозяйства на 1966—1970 гг. Наряду со значительным ростом (почти в два раза) 'количества вырабатываемых на мясокомбинатах мясных продуктов предусматривается резкое повышение их качества. ' В 1970 т. все поступающее в реализацию мясо, а также мясо, предназначенное для выработки полуфабрикатов, котлет, пельменей, должно быть, как правило, охлажденным. Количество охлаждейното мяса, направляемого в реализацию, увеличится примерно с 485 000 т A962 г.) до 3 млн. т, т.-е. более чем в шесть раз. В рационе питания населения значительно возрастает объем и других fox- лажденных продуктов — фруктов, яиц, сыра, цельномолочных продуктов, свежей рыбы.
Ю Снижение потерь и повышение качества пищевых продуктов при хранении на холодильниках № 4 По расчетам ВНИХИ, в 1970 г. из 30 кг приведенной емкости холодильников на одного человека емкость для хранения охлажденных грузов составит более 15 кг. Это потребует изменений в соотношении емкостей холодильников, приспособленных для 'хранения охлажденных или мороженых грузов. Если б настоящее время более 80% емкости холодильников предназначено для хранения мороженых грузов, то к 1970 г. необходимо будет иметь примерно половину емкости холодильников для охлажденных грузов. Таким образом, для значительного расширения реализации охлажденного мяса должны быть осуществлены следующие основные мероприятия. — Организовать работу мясокомбинатов в крупных потребительских центрах так, чтобы в течение года получаемое охлажденное мясо текущего убоя в первую очередь использовалось для реализации и выработки полуфабрикатов. Колбасные изделия на этих мясокомбинатах следует изготовлять из мяса свежего убоя только после удовлетворения потребности реализации, из мороженого привозного или из мяса сезонных запасов, для Потери пищевых продуктов при холодильной обработке и хранении вследствие испарения влаги (усушки) достигают значительных размеров. По отчетным данным, полученным ВНИХИ со 105 мясокомбинатов и холодильников, фактическая естественная убыль мяса и субпродуктов составила за год на холодильниках мясокомбинатов 2,03% и на распределительных холодильниках 0,99°/<* к весу принятого мяса. В 1963 г. потери мяса, птицы и субпродуктов достигли 108000 т общей стоимостью 175 млн. руб. Наибольшие потери наблюдаются в процес- чего оснастить комбинаты соответствующими дефростерами. — Предусмотреть на распределительных холодильниках и мясокомбинатах требуемые емкости камер, оборудованных подвесными путями. — Институтам Гипромясо и Гипрохолод учесть в типовых проектах необходимость хранения охлажденного мяса в «количестве, не менее 2-суточной потребности для производственных холодильников и 3-суточной — для распределительных. — Улучшить на мясокомбинатах технологическую и холодильную обработку мяса, строго соблюдая санитарные и ветеринарные требования, влияющие на сохранность мяса. — Оборудовать поезда с машинным охлаждением (подвесными путями ^для перевозки охлажденного мяса. — Пересмотреть существующий порядок расчетов между поставщиками и получателями охлажденного мяса с тем, чтобы замораживание охлажденного мяса сверх количества, предусмотренного для создания сезонных запасов, было экономически невыгодно как для мясокомбинатов, так и для торговых организаций. се охлаждения мяса после убоя E8000 т). При замораживании мяса они составляют 20000 т, при хранении мороженого мяса — также 20000 т в год. Потери при домораживании мяса, частично оттаявшего во время железнодорожных перевозок, ежегодно превышают 4000 т, а при хранении мяса, 'выпускаемого в охлажденном состоянии, — 5000 т. При усушке, помимо количественных потерь, ухудшается качество, вкус и внешний вид продукции. Большие потери — 100000 т в год — возникают также при дефростации мороженого мяса вследствие вытекания мясного сока. УДК 6648.037.53.00i2.68 Снижение потерь и повышение качества пищевых продуктов при хранении на холодильниках Канд. техн. наук Д. Г. РЮТОВ—Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности
}fy 4 Снижение потерь и повышение качества пищевых продуктов при хранении на холодильниках | { Институтами и (предприятиями разработан ряд прогрессивных технологических 'процессов холодильной обработки и хранения продуктов, обеспечивающих значительное снижение потерь и лучшее сохранение качества. Охлаждение Основное внимание должно быть уделено разработке мероприятий \по снижению потерь при охлаждении мяса, «птицы и 'мясопродуктов, так как они составляют более половины суммы потерь, а в дальнейшем их удельный вес будет еще возрастать ввиду перехода на снабжение населения (преимущественно охлажденным мясом. Главным мероприятием является применение быстрого — в течение 12—18 часов — охлаждения полутуш «мяса при интенсивной циркуляции воздуха B—3 м/сек) с температурой до —5° и относительной влажностью до 95?/oL По данным исследований, потери мяса при интенсивном охлаждении на 0,4!%! ниже 'существующих. Внедрение интенсивного охлаждения мяса на всех мясокомбинатах да'ст ежегодную экономию 15000—20000 г стоимостью 25—30 млн. руб. Затраты на переоборудование камер охлаждения мясокомбинатов окупятся в течение одного (года. В США применяется, хотя и в ограниченных размерах, обертывание полутуш мяса перед охлаждением в мокрые простыни. В призвод- ственных условиях этот метод в СССР еще не изучен. Тушки птицы следует охлаждать в ледяной воде на конвейере. Этот способ позволяет полностью устранить потери при охлаждении. Замораживание Процесс замораживания мяса в тушах и полутушах связан со значительными весовыми потерями. При дефростации мяса, его обвалке на 'колбасных заводах и порционировании на предприятиях общественного питания теряется много мясного сока. Переход на снабжение предприятий общественного питания и населения охлажденным -мясом выгоден прежде всего потому, что устраняет потери мяса при его дефростации. Мясной сок, выделяющийся при дефростации и, особенно, при разделке мяса, содержит 9% полноценного растворимого легко усвояемого белка. По содержанию белка и по питательной ценности 2 кг сока равноценны 1 кг лучшего мяса. При обвалке дефростированного мяса на колбасных заводах (потери сока составляют 1,9%, при изготовлении полуфабрикатов из него — до 6%, а при разделке дефростированного мяса на предприятиях общественного питания, так же как и на дому у потребителя, теряется до 10% мясного сока. Вытекающий сок, как правило, загрязнен и может быть использован лишь в отдельных случаях. Из всего производимого мяса более половины подвергается замораживанию (около 2 700 000 т в год). При дефростации и разделке дефростированного мяса теряется в среднем 4% мясного сока, т. е. около 108000 г в год, что равноценно потере 50000 т лучшего мяса. Вместе с тем, по расчетам ВНИХИ, даже при той сезонности (производства, которая имеется в настоящее время, замораживать следует не более 25% всей продукции, что вполне достаточно для создания сезонных запасов, снабжения отдаленных районов страны и других целей. В ближайшие тоды предприятия мясной промышленности должны резко увеличить выпуск мяса в охлажденном состоянии и вдвое сократить замораживание мяса, доведя его до экономически необходимого минимума. Это сбережет для государства 25000—30000 г мяса в год, наряду с существенным улучшением его качества. Между тем некоторые мясокомбинаты под предлогом внедрения однофазного 'замораживания мяса вообще прекратили выпуск охлажденного мяса и разоборудовали остывоч- ные. Вот что ответили, например, в феврале 1964 г. со Смоленского мясокомбината на запрос ВНИХИ о возможности проведения опытных работ с охлажденным мясом: «Камер для охлаждения мяса и его хранения на Смоленском мясокомбинате нет. Бывшие камеры для охлаждения мяса, предусмотренные по проекту, переоборудованы под морозильную камеру однофазного замораживания мяса». Аналогичный ответ был получен с Ульяновского мясокомбината. Как видно, работники некоторых мясокомбинатов недооценивают важности задачи расширения выпуска охлажденного мяса и всемерного сокращения замораживания мяса. В связи с неизжитой еще сезонностью производства мяса ежегодно будет все же замораживаться 1200000—1500000 т мяса. Основной путь уменьшения потерь при замораживании мяса — это интенсификация процесса замораживания в тушах, полутушах и четвертинах, а также максимальное расширение производства мороженого мяса и суб-
12 Снижение потерь и повышение качества пищевых продуктов при хранении на холодильниках Jvfo 4 продуктов в блоках и сортовых отрубах с применением скороморозильных аппаратов. Согласно исследованиям ВНИХИ, замораживание полутуш мяса в туннельных морозилках при температуре воздуха—30-:—35° и скорости его движения 3—4 м/сек снижает потери на 40%, т. е. дает экономию 0,3% к весу мяса. Необходимо повсеместное внедрение как на строящихся, так и на действующих предприятиях туннельных морозилок системы ВНИХИ и других систем, обеспечивающих продолжительность замораживания не дольше 14—15 часов. Затраты на интенсификацию морозилок окупятся в течение 2—3 лет. Еще большее 'сокращение потерь дает переход >к замораживанию мяса в упаковке. Мясо, подлежащее в дальнейшем промышленной переработке, должно замораживаться в блоках, упакованных во влагонепроницаемую обертку, а подлежащее использованию в предприятиях общественного питания и торговли — в сортовых отрубах, обернутых в пленки и упакованных в коробки или ящики. Это позволит сократить потери при замораживании и четырехмесячном хранении до 1,2,'% к весу мяса. При замораживании тушек птицы потери почти полностью ликвидируются благодаря упаковке их перед замораживанием в пакеты из термопластической синтетической пленки типа саран, которые вакуумируются и после запечатывания погружаются в горячую воду для достижения плотного прилегания пленки к поверхности тушки. При таком способе упаковки исключаются также потерн при хранении замороженной птицы и. обеспечивается сохранение ее высокого качества. Сокращение потерь -будет составлять около 11% к весу птицы. Потери рыбы значительно снижаются при замораживании ее в виде блоков в формах с крышками и хранении в паронепроницаемой упаковке. Для ценных пород рыбы целесообразно применять индивидуальную упаковку в пакеты из синтетической пленки. Домораживание Потери при домораживании мяса и других продуктов возникают вследствие того, что технически устаревший парк вагонов-ледников не обеспечивает требуемой температуры и сохранения качества мороженых пищевых продуктов при перевозке, особенно в теплое время года. Здесь единственный путь борьбы с потерями — скорейшая замена вагонов-ледников вагонами с машинным охлаждением/в которых температура может поддерживаться на уровне от—15 до — 18°. К тому же вагоны и поезда с машинным охлаждением намного выгоднее в эксплуатации, чем вагоны-ледники. Хранение в охлажденном состоянии Основной метод снижения потерь при хранении охлажденного мяса — точное поддержание температуры в камере хранения на уровне — 1° с колебаниями не 'более ±0,5° и повышение относительной влажности воздуха до 90%. При таком режиме возможно сокращение потерь на 20—25%. Требуется автоматизировать поддержание температурного режима в камерах хранения охлажденного мяса. Расходы на автоматизацию окупятся за счет снижения потерь менее чем за один год. Другие методы сокращения потерь при хранении охлажденного мяса (хранение в отрубах с применением антибиотиков, пастеризация упакованного мяса гамма-лучами и др.) в настоящее время исследуются. При хранении полностью созревшего сыра значительное сокращение потерь (примерно в два раза) дает применение пониженного температурного режима (—3° вместо обычно применяемых 3°). Хорошие результаты предполагается получить при упаковке головок сыра в пакеты из термопластической пленки. Огромные потери возникают сейчас при хранении свежих фруктов, <что объясняется в первую очередь крайним недостатком холодильных емкостей. Фрукты часто хранятся в неприспособленных помещениях, в результате потери доходят до 10% и более. Первоочередной задачей является широкое строительство станций (предварительного охлаждения и фруктовых холодильников в заготовительных районах и фруктохранилищ в потребляющих центрах. По опытам ВНИХИ, предварительное охлаждение фруктов и винограда вдвое сокращает потери при их транспортировке. Поэтому строительство станций предварительного охлаждения фруктов будет очень рентабельным и надо всемерно его раз- вивать. Хранение в замороженном состоянии Наиболее эффективным способом сокращения потерь мороженого мяса, птицы и рыбы при хранении является упаковка их в паронепроницаемые материалы, что почти полностью ликвидирует потери и обеспечивает высокое
№ 4 Снижение потерь и повышение качества пйЩёвых продуктов при хранении на холодильниках 13 качество продуктов даже 'после длительного хранения. Этот способ должен применяться для блоков бескостного мяса, сортовых отрубов мяса на костях, для мясных (полуфабрикатов, блоков рыбы, рыбного филе, творога, кулинарных изделий. Однако переход на выпуск только упакованных продуктов сбудет возможен лишь через несколько лет, так как он связан с серьезной перестройкой мясной и рыбной промышленности и организацией массового выпуска разнообразных и дешевых 'синтетических упаковочных пленок, бумаги и картона. На выпуск упакованной продукции в первую очередь должны перейти птицекомбинаты, так как мороженая птица (наиболее дорогой продукт, к тому же он в большей степени подвержен усушке. За рубежом тушки птицы упаковывают в сарановые пакеты. В переходный период значительная часть мяса и других продуктов 'будет выпускаться еще без упаковки или в негерметичной упаковке, поэтому следует применять эффективные меры снижения потерь при хранении такой продукции и прежде всего мороженого мяса. Большие потери продуктов возникают при упаковке их в «слишком сухую тару. Этому источнику потерь, к сожалению, не уделяют внимания. Между тем при холодильном хранении вес сухой тары увеличивается на 10— 12°/о за счет усушки упакованных в ней продуктов. Поскольку вес тары составляет около lOVd к весу продуктов, усушка их внутри тары составит 1 °/6, хотя эти продукты защищены от наружного воздуха и вес брутто при хранении не изменяется. Обычно тара «ранится -во дворе под навесом и летом сильно пересыхает. Поэтому следует увлажнять тару до упаковки, выдерживая ее в прохладных влажных помещениях не менее недели. Для обеспечения снижения потерь при хранении мороженого мя'са и других продуктов в негермети'чной упаковке или без упаковки необходимо строить холодильники с теплозащитной воздушной рубашкой. Проект такого холодильника был предложен в Канаде в 1927 г., но впервые в крупном масштабе был осуществлен в СССР: в 1955—1957 гг. в Москве был построен холодильник № 12 с теплозащитной рубашкой емкостью 35000 т. В результате исследования, проведенного ВНИХИ, было установлено, что потери мороженого мяса при хранении на этом холодильнике снижаются в два раза и больше по сравнению с обычными холодильниками. Небольшое удорожание стоимости холодильника с теплозащитной рубашкой (на 3—5%) с избытком окупается за три года эксплуатации за счет экономии на потерях мороженого мяса (удорожание строительства — 11,5 руб. на тонну емкости, годовая экономия на потерях — 4 руб. на тонну емкости). В дальнейшем экономия получается каждый год без каких-либо эксплуатационных затрат. На действующих холодильниках необходимо осуществлять следующие мероприятия, обеспечивающие снижение потерь при хранении неупакованных мороженых продуктов. — Понижение температуры хранения до — 18° на всех тех холодильниках, где еще поддерживается температура —12° и выше. Это мероприятие позволит снизить потери при хранении на 25°/о. — Укрытие штабелей мороженого мяса упаковочной тканью, марлей с нанесением ледяной глазури либо синтетической пленкой. Это особенно целесообразно применять в одноэтажных холодильниках с крупными камерами, так как по условиям эксплуатации они часто бывают загружены неполностью, что резко увеличивает потери. Расход укрывочного материала составляет 3—4 м2 на 1 т мороженого мяса. Опыты ВНИХИ и практика применения этого метода на холодильниках показали, что он снижает потери при хранении мороженого мяса в два раза. В первую очередь этим способом следует пользоваться при длительном хранении мороженого мяса. — Применение в некоторых случаях на действующих холодильниках вместо укрытия штабелей временной теплозащитной рубашки путем установки вдоль наружных стен экранов из ткани, глазированных льдом толщиной 3—5 см. Этим способом можно пользоваться в камерах средних этажей многоэтажных холодильников с пристенными батареями. Как показала практика работы холодильников, он позволяет снизить потери 'мороженого мяса минимум в два с половиной раза. Укрытия и экраны должны быть тщательно герметизированы, так как при наличии в них щелей влага свободно диффундирует от продукта к охлаждающим батареям и усушка не уменьшается. — Обязательное выполнение технологических инструкций по хранению пищевых продуктов на холодильниках, в том числе строгое соблюдение проектного температурного режима охлаждения, замораживания и хранения; своевременный ремонт тепловой изолйции холодильных камер; своевременное снятие сне-
14 Снижение потерь и повышение качества пищевых продуктов при хранении на холодильниках № 4 говой шубы с батарей; загрузка холодильных камер на /полную ем'кость три максимально плотной укладке грузов. К сожалению, очень часто камеры холодильников длительное время остаются лишь частично загруженными. Дефектная изоляция годами не ремонтируется. Все это ведет к резкому увеличению тотерь. При такой небрежной эксплуатации на холодильнике естественно превышаются 'нормы убыли. Установленная норма (плотности укладки грузов в штабель (например, для мороженого мяса — 350 кг па 1 м3) не всюду выполняется вследствие слабой квалификации укладчиков и недостаточного контроля за (плотностью укладки. Необходимо возобновить работу специальных курсов и школ ino обучению укладчиков травильным методам шлотной укладки и ввести материальное -поощрение за плотную укладку штабелей. Это /позволит снизить потери и значительно увеличить использование емкости холодильников. В 1962 г. ВНИХИ совместно с ВНИИМП разработал новые временые нормы естественной убыли мяса и мясопродуктов, введенные в действие распоряжением СНХ СССР с 1 января 1964 г. Эти нормы снижены по сравнению с действовавшими ранее в соответствии с опытом работы 'передовых холодильников. Предусмотрены также значительно сниженные нормы убыли для (прогрессивных технологических процессов (интенсивное замораживание мяса в толутушах, замораживание мяса в блоках и т. п.). В институтах 'продолжается работа по дальнейшему совершенствованию норм естественной убыли. Осуществление мероприятий по снижению потерь на холодильниках Изложенные мероприятия по снижению естественных тотерь продуктов используются на холодильниках недостаточно. На мясокомбинатах, (построенных за последние тоды, процесс охлаждения мяса частично интенсифицирован и тродолжается 24 часа, тогда как на большинстве старых мясокомбинатов он занимает не менее 36 часов. С целью интенсификации /процессов охлаждения парного мяса ВНИИМП рекомендует понизить температуру камер охлаждения до —5°, а тодвижность воздуха у бедер полутуш повысить до 2—3 м/сек, что достигается специальным воздухораспределительным устройством. Продолжительность охлаждения парного мяса в этих условиях сокращается до 12—• 15 часов, а усушка мяса уменьшается на 20—25Р/о. В тиоовых проектах /птицекомбинатов Гшь ромясо «предусматривает охлаждение птицы в ледяной воде. Конвейерная линия обработки птицы с охлаждением в ледяной воде, спроектированная ВНИЭКИПродмаш и ВНИХИ, изготовляется на Полтавском машиностроительном заводе. Для замораживания бескостного мяса, подлежащего промышленной переработке в кол- басно-кулинарные изделия, ВНИИМП разработал специальные скороморозильные аппараты, которые с 1962 г. изготавливаются серийно. К настоящему времени линии таких аппаратов «производительностью то 10— 25 т/сутки смонтированы и эксплуатируются на семи мясокомбинатах. На 19 мясокомбинатах они находятся в стадии монтажа и будут пущены в эксплуатацию в 1964 г. Во ВНИХИ разработан универсальный конвейерный скороморозильный аппарат 1ЖА-2, серийно изготовляемый на Одесском заводе «Продмаш». Этот аппарат используется для быстрого замораживания различных продуктов, как в упаковке, так и без нее. За тоследние годы на птицекомбинатах для замораживания .птицы было установлено около 150 туннельных морозилок интенсивного действия, обеспечивающих значительное снижение потерь. Пониженные нормы естественной убыли для этих морозилок в настоящее время разрабатываются ВНИХИ. Гипромясо в типовых проектах птицекомбинатов предусматривает замораживание тушек птицы в сарановых пакетах, однако реализация этих троектов затягивается из-за отсутствия термопластической тленки. Необходимо ускорить освоение (производства такой пленки на наших химических комбинатах, j В типовых проектах (производственных и I распределительных холодильников с целью I снижения «потерь три хранении мороженого \ мяса предусмотрена температура хранения \ —18° при автоматическом ее поддержании на j постоянном уровне. Однако на действующих холодильниках температура хранения мороженого мяса часто повышается до —10ч—12°. Необходимо тринять меры к понижению температуры до —18° за счет установки дополнительного холодильного оборудования, усиления тепловой изоляции н организации строгого контроля за соблюдением температурного режима. На новых холодильниках и судах рыбной промышленности применяется температура хранения —25°. Это положительно отразилось
;№4 Состояние и перспективы райёития холодильного машиностроения, jg на сохранении качества и снижении потерь такого нежного продукта, как мороженая рыба. В последнее время в СССР не строятся холодильники с теплозащитной рубашкой, хотя такое строительство (практикуется в различных зарубежных странах. За последние 5 лет выстроено более 10 холодильников с теплозащитной рубашкой в Японии, Голландии, Канаде и других странах. Результаты исследований и опыт эксплуатации подтверждают целесообразность строительства 'холодильников этого типа, особенно в южных районах. Применение ледяных экранов и укрытий штабелей с успехом «-практикуется на ряде пе- За последние семь лет в нашей стране резко возрос выпуск всех видов холодильных машин. При этом выявились три группы машин: — холодопроизводительностью до 220 ккал/час* для домашних холодильников — компрессионные и абсорбционно-диффузион- ные, — холодопроизводительностью от 280 до 2800 ккал/час для торговых шкафов, камер хранения продуктов, а также комнатных кондиционеров—компрессионные (с ротационными и поршневыми компрессорами), — холодопроизводительностью от 4000 до 4 'млн. ккал/чай для промышленности, транспорта и сельского хозяйства — компрессионные (с поршневыми, ротационными и центробежными компрессорами), абсорбционные и парозжекторные. * Холодопроизводительность в ккал/час, приведенная без указания температур кипения, дана для стандартного режима: t0 =—Л5° и tK =30°. редовых холодильников. Например, на холодильнике в Орджоникидзе уже несколько лет штабеля мяса укрывают марлей с намороженной на ней ледяной оболочкой, что позволяет ежегодно экономить десятки тонн мяса. Камеры, оборудованные укрытиями, используются для длительного хранения мяса, а оборотный фонд мяса сосредоточен в отдельных камерах. Устройство ледяных экранов дало успешные результаты на московских холодильниках №9, 14 и других. Нужно шире использовать опыт передовых холодильников, чтобы на всех предприятиях мясной и холодильной промышленности осуществить эти несложные, но эффективные мероприятия. Диапазон температур кипения выпускаемых холодильных машин от [+Л5 до —110°. Холодильные 'компрессионные машины предназначены для работы на различных холодильных агентах (табл. 1). Таблица 1 Холодильный агент Фреон-142 Фреон-12 Фреон-22 Фреон-13 Аммиак Пропан Этан Этилен Температура кипения, °С ДО —10 до —30 до —80 — 70 -^— 110 до -70 до —40 — 40-^ — 90 _ 60-- 110 Температура конденсации (не выше), 50 50 40 —20 40 40 —20 —40 УДК 621.565.59-52 Состояние и перспективы развития холодильного машиностроения Инж. Е. С. ГУРЕВИЧ — Государственный комитет химического и нефтяного машиностроения при Госплане СССР
16 Состояние и перспективы развития холодильного машиностроения № 4 Холодильные машины производительностью до 220 якал/час Машины выпускаются только в герметичном исполнении и отличаются особо высокой надежностью. К этой группе относятся машины, работающие на фреоне-12, с поршневыми компрессорами (число оборотов 1500 в минуту), с панельными 'конденсаторами конвективного воздушного охлаждения и панельными испарителями, а также абсорбционно-диффузионные, водоаммиачные с нагревом генератора электрогрелками или газом. Дальнейшее развитие компрессионных машин для домашних холодильников должно идти по пути совершенствования поршневых компрессоров, а также внедрения ротационных компрессоров с катящимся поршнем и вибрационных электромагнитных поршневых компрессоров с числом оборотов или ходов 3000 в минуту. J ' Новые типы компрессоров обладают следующими преимуществами. — Ротационный компрессор с катящимся поршнем не имеет всасывающих клапанов, проход пара через цилиндр прямоточный, каждый цикл всасывания и нагнетания происходит в течение полного оборота вала (а не за полоборота, как в поршневом (компрессоре), мертвый объем незначителен. При большом числе оборотов ротационный компрессор имеет более высокий коэффициент подачи, меньший вес и габариты, чем поршневой компрессор, при той же удельной холодопроизводительности. — В вибрационном электромагнитном поршневом компрессоре нет всасывающего клапана, пар проходит через цилиндр прямо- точно, ход поршня переменный, в связи с чем может быть достигнуто автоматическое увеличение холодопроизводительности при повышении температуры конденсации. Это свойство компрессора позволяет сохранить постоянную заданную температуру воздуха в шкафу независимо от изменения температуры наружного воздуха. Применение новых типов компрессоров, имеющих более высокий к. п. д., учитывая резкое увеличение выпуска домашних холодильников b ближайшие годы, может дать значи: тельную экономию электроэнергии. Научно-исследовательским институтам и конструкторским бюро необходимо направить свои усилия на создание этих типов машин с целью массового их внедрения в промышленность к 1970 г. Холодильные машины производительностью до 2800 ккал/час Основное направление в развитии машин— создание герметичных агрегатов с поршневыми и ротационными компрессорами, с конденсаторами воздушного охлаждения из оребренных труб и испарителями в виде батарей или воздухоохладителей непосредственного охлаждения. С целью ликвидации параллелизма в конструировании и производстве этих машин необходимо, опираясь на накопленный опыт, разграничить их выпуск ino холодопроизводитель- нос-тям, а именно: до 450 ккал/час выпускать машины только с ротационными герметичными компрессорами, с 550 до 2800 ккал/час — с поршневыми герметичными компрессорами. В дальнейшем целесообразно повысить число оборотов обоих типов 'герметичных компрессоров с 1500 до 3000 в минуту при условии увеличения или сохранения их удельной холодопроизводительноети на достигнутом уровне (ГОСТ 9666—61). Теплообменная аппаратура этих машин — конденсаторы воздушного охлаждения—должна изготавливаться только из черных металлов (как это уже делается на передовых заводах). Для облегчения, удешевления конструкции, а также экономии медных шлавов в воздухоохладителях и батареях непосредственного охлаждения следует применять алюминиевые трубы и ребра или панели. Вопросы технологии изготовления таких аппаратов исследованы достаточно хорошо. Малые холодильные машины должны выпускаться в виде комплексных герметичных агрегатов с минимальным числом разъемных соединений (не более двух). Переход на массовый выпуск герметичных машин производительностью до 2800 ккал/час еще неполностью подготовлен и задерживается из-за недостаточной надежности изоляции обмоток статоров электродвигателей (допустимая температура обмоток статоров должна быть увеличена со 105° до 130°), повышенной влажности фреонов, отсутствия отработанной методики промышленного (приемлемого для заводов) контроля готовых машин, а также слабой технологической оснастки ремонтно- монтажных комбинатов. Герметичные машины должны работать без ремонта не менее 5 лет, а ремонт их необходимо проводить на заводах-изготовителях или на нескольких крупных ремонтно-монтажных комбинатах в специально оборудованных цехах.
№4 Состояние и перспективы развития холодильного машиностроения 17 Направление, принятое нашей промышленностью на выпуск малых машин с герметичными компрессорами, правильно, однако это совершенно неожиданно привело к тому, что конструкторские бюро и промышленные предприятия вот уже 15 лет не занимаются модернизацией конструкций поршневых сальниковых компрессоров холодопроизводительностью от 700 до 3000 ккал/час. В результате ежегодно десятки тысяч машин выпускаются с устаревшими тихоходными компрессорами с числом оборотов 450 в минуту. Необходимо до 1966 г. заменить эти компрессоры быстроходными с числом оборотов не менее 1500 в минуту, с унифицированными клапанами, узлами криво- шипно-шатунного механизма и т. п., заимствованными от герметичных компрессоров, выпускаемых по ГОСТу 9666—61. Промышленные холодильные машины Холодильные машины производительностью от 4000 до 400000 ккал/час изготовляются серийно с унифицированными поршневыми блоккартерньгми компрессорами на трех базах с ходами поршня 50, 70 и 130 мм (каждая база состоит из двух-, четырех- и восьмицилиндровых компрессоров). Благодаря широкой унификации, а также применению различных холодильных агентов (фреоны-12, -142, -22, -13, аммиак) при ограниченном количестве типоразмеров компрессоров и аппаратов создана большая номенклатура холодильных машин, удовлетворяющих потребности народного хозяйства в широком диапазоне температур кипения (от +15 до — 110°) и конденсации (от 20 до 80°). С 1964 г. все промышленные холодильные машины выпускаются с новыми поршневыми компрессорами (ГОСТ 6492—61). Эти машины различаются по своей конструкции: — производительностью от 4000 до 25000 ккал/час с бессальниковыми и сальниковыми компрессорами (число оборотов до 1440 в минуту), работающими на фреонах-142, -12 и -22; комплектуются конденсаторами воздушного и водяного охлаждения, испарителями в виде ребристых батарей или воздухоохладителей — для непосредственного охлаждения либо с кожухотрубными или панельными испарителями—для охлаждения холодоносителей; — производительностью от 20000 до 100000 ккал/час с сальниковыми блоккартер- ными компрессорами (до 1440 об/мин), работающими на аммиаке, фреонах-142, -12 и -22: выпускаются в виде компрессор-конденсаторных агрегатов с кожухотрубными конденсаторами водяного охлаждения и комплектуются агрегатами, состоящими из кожухотруфшх испарителей, ресиверов и автоматических регулирующих станций, а также щитами автоматического управления для однотемпературных и трехтемпературных схем; — производительностью от 100000 до 400000 ккал/час с сальниковыми блоккартер- ными компрессорами (число оборотов до 960 в минуту), работающими на аммиаке, фреонах-142, -12 и -22; выпускаются с кожухотруб- ной теплообменной и вспомогательной аппаратурой, при этом фреоновые машины снабжаются иопарительно-конден'саторными агрегатами с автоматическими регулирующими станция- Поршневые блоккартерные компрессоры холодопроизводительностью от 4000 до 400000 ккал/час.
18 Состояние и перспективы развития холодильного машиностроения № 4 ми, а аммиачные (поставляются с аппаратурой, комплектуемой в соответствии с (проектами установок. В дальнейшем компрессоры холодопроизво- дительностью от 4000 до 400000 ккал/час должны совершенствоваться в следующем направлении: — отработка (клапанов компрессоров с целью достижения долговечности и работоспособности их в течение пе менее 5000 часов, — устройство в компрессорах производительностью свыше 20000 ккал/час автоматического регулирования 'производительности и разгрузки пуска отжимом клапанов либо применение двух- и трехскоростных двигателей. Последние также можно использовать для регулирования производительности сальниковых и бессальниковых компрессоров производительностью от 4000 до 25000 ккал/час. После проведения ряда исследовательских работ 'следует приступить в 1966 г. к изготовлению опытных образцов и серий унифицированных сальниковых и бессальниковых компрессоров новой градации. При этом необходимо осуществить следующее: — увеличить число оборотов при сохранении умеренной быстроходности (средняя скорость поршня до 5,5 м/оек) за «счет доведения отно- шения — до 0,7—0,75, — ^повысить расчетные давления па поршень с 8—12 до 14—16 кг/см2, — применить поршни только из легких сплавов и облегчить шатуны с целью снижения удельных сил инерции на 1 см2 площади поршня I ?max = 8,6 —^f 10-8 кг/смА при возрастании параметра ускорения (S/г2 • 10~3 м/сек2), — сохранить, двухопорпую схему коленчатого вала, — улучшить отвод тепла у более компактных, быстроходных и многоцилиндровых машин как от цилиндров, так и от смазочного масла. Создание нового ряда унифицированных поршневых бескрейцкапфных компрессоров потребует разработки двух типов самодействующих клапанов для каждой базы компрессоров: для режимов с отношением давлений до 5 при мертвом объеме с=3,5ч-3,0!э/о! и для больших отношений давлений при с=2-н1Р/о!. Эти унифицированные компрессоры должны обеспечить: — увеличение или, в крайнем случае, сохранение достигнутых величин удельной холодо- производительности (Ке и Кэ ккал/квт-ч) по ГОСТу 6492—61; — работу в одноступенчатом сжатии до отношения давлений, равного 10, и в 'низкотемпературных машинах до давления всасывания, равного 0,1 ата; — работу при температурах конденсации до 80° при применении соответствующих холодильных агентов, т. е. пригодность для тепло- насосных установок и работы в тропическом климате; — возможность применения их в холодильных машинах автомобильного и железнодорожного транспорта, а также в судовых установках. В холодильных машинах производительностью свыше 100000 ккал/час применяются в основном кожухотрубные конденсаторы (горизонтальные и вертикальные) с охлаждением водой и горизонтальные кожухотрубные и панельные испарители. Кожухотрубные аппараты для фреоновых машин выполняются из медных труб с оребрением накаткой, а для аммиачных машин — из гладких стальных труб. Панельные испарители для фреоновых и аммиачных машин изготавливаются из стального листового проката. Интенсификация новых кожухотрубных аппаратов достигнута благодаря уменьшению диаметров теплообменных труб в аммиачных аппаратах (при поверхности до 300 м2 применяются трубы диаметром 25X3 мм, а при поверхности до 800 м2 — трубы диаметром 36X2 мм) и увеличению скоростей воды и рассола (до 1,5—\ J м/оек). Коэффициенты теплопередачи фреоновых аппаратов повышены путем уменьшения шага труб в решетках и снижения перешейка между трубками до 4—5 мм. Это улучшило сдув пленки в конденсаторах и повысило интенсивность процесса кипения в испарителях. В средних и крупных фреоновых кожухотрубных аппаратах надо применять стальные накатные трубы вместо медных труб, что позволит снизить вес и стоимость холодильных машин. Ввиду высокой стоимости, а также недостатка воды в больших городах и промышленных центрах необходимо внедрить в серийное производство (к 1966 г.) испарительные конденсаторы с теплообмениыми поверхностями от 30 до 300 м2, а также компактные сотовые градирни на тепловые нагрузки до 500000 ккал/час. Холодильные поршневые компрессоры производительностью 600000 ккал/час и более типа АО изготовляются оппозитными, горизонтальными, крейц-
№ 4 Состояние и перспективы развития холодильного машиностроения 19 копфными, двойного действия, с числом оборотов 600 в минуту, одно- и двухступенчатыми, только для аммиака. Удельный вес этих машин, по сравнению со старыми горизонтальными машинами типа АГ, снижен с 16 до 9 кг на 1000 ккал/час, а удельная эффективная холодопроизводительность повышена три стандартном режиме с 2650 до 3100 ккал/квт-ч. Однако в дальнейшем данный тип холодильных компрессоров в схемах одноступенчатого сжатия будет, по-видимому, вытеснен турбаком- прессорными машинами. Это связано с возможностью экономичного и плавного регулирования производительности турбокомпрессоров, имеющих значительно меньший вес и габаритные размеры (удельный вес до 5 /сгна 1000 ккал/час, с редуктором). Несмотря на большие числа оборотов (свыше 7000 в минуту), они более надежны и долговечны. Торцовые сальники уплотнения вращающегося вала (не многокамерные, штоковые, как у оппозитных машин) и возможность встраивания высокооборотных электродвигателей в корпус компрессора обеспечивают создание значительно более надежных машин, чем оппозитные компрессоры. Низкотемпературные агрегаты из бескрейц- копфных блоикартерных поршневых (ступень Фреоновый холодильный турбоагрегат АТКФ 2-1-4000 в машинном зале холодильной станции Куйбышевского завода синтетического каучука. высокого давления) и ротационных пластинчатых компрессоров (ступень низкого давления) по сравнению с крейщшпфными оппозит- ньгми двухступенчатыми компрессорами имеют меньший вес, требуют более легких фундаментов и не нуждаются в 'крановом оборудовании в машинных помещениях. Вес двухступенчатых аммиачных агрегатов с ротационными бустер-компрессорами значительно меньше, чем оппозитных двухступенчатых машин. Лри режиме t0=—S0° и tK=3S° у первых он находится в пределах 25—30, а у вторых 45—50 кг на 1000 ккал/час, при этом удельные эффективные холодопроизводительности этих типов машин близкий равны 1100 — 1200 ккал/квт-ч. В настоящее время в серийное производство внедряются ротационные многопластинчатые поджимающие компрессоры производительностью от 150000 до 600000 ккал/час (при t0 =—40° и tK =35°). Они предназначены для работы на аммиаке в качестве ступени н. д. до температур кипения до —60° в двухступенчатых, до —70° в трехступенчатых машинах, а на фреоне-22 до —80° в двухступенчатых машинах. Холодильные т у р б о к о м п р е с с о р- ные машины производительностью от 2 до 4 млн. к ка л/ч ас при температуре кипения от 5 до —40° серийно выпускаются только последние 5 лет. Главной задачей в настоящее время является расширение диапазонов производительно- стей и температур кипения этого типа машин. Применение титановых сплавов для колес турбокомпрессоров дает возможность повысить степень сжатия в одной ступени и снизить число ступеней компрессора. Последнее открывает широкую перспективу для создания центробежных машин с применением холодильных агентов малого молекулярного веса (аммиак, этан, пропан и этилен) и позволяет расширить диапазон температур кипения до —110°, а также создать машины производительностью до 10 млн. ккал/час. Создание одноступенчатых центробежных машин для условий кондиционирования воздуха требует проведения исследований высоконапорных колес с радиальными лопатками. Расширение области применения и увеличение выпуска турбокомпрессорных машин, в которых теплообменные аппараты не загрязняются маслом, позволит уменьшить теплообменные поверхности конденсаторов и испарителей и тем самым значительно снизить общий вес и стоимость холодильных установок
20 Состояние и перспективы развития холодильного машиностроения № 4 по сравнению с установками с поршневыми компрессорами. Теп л оис!П о л ьзу ющие холодильные машины производительностью до 1 млн. ккал/час серийно выпускаются промышленностью только лароэжекторными с температурами холодной воды от 4° и выше как с поверхностными, так и с барометрическими конденсаторами. Однако применение этих машин в народном хозяйстве ограничено в связи с большим расходом охлаждающей воды для конденсаторов, понижением их эффективности при температуре охлаждающей воды выше 30° и значительным расходом пара, хотя удельный вес этих машин намного меньше по сравнению с весом компрессионных и абсорбционных машин. Большим недостатком отечественного холодильного машиностроения является отсутствие серийного выпуска теплоиспользующих абсорбционных бромистолитиевых машин для охлаждения воды до 4-^10° и водоаммиачных машин с температурами кипения до —55°, которые в большом количестве требуются для химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Работы по созданию таких машин производительностью от 300000 до 6000000 ккал/час и внедрению их в серийное производство должны быть в основном закончены *к 1967 г. Это даст возможность использовать большое количество «бросового» тепла (горячей воды, пара низкого давления, горячих отходящих газов с температурой от 80° и выше) для производства холода и соответственно сэкономить электроэнергию. Неотложной народнохозяйственной задачей является разработка и внедрение теплонасо'С- ных машин и установок. Использование в этих установках ныне выпускаемых компрессоров и аппаратов вполне реально при соответствующем выборе холодильных агентов и создании отопительных систем с температурами греющего воздуха до 40° и воды до 60°. В данной статье не рассматриваются холодильные машины и агрегаты для автономных, автомобильных, крановых, шахтных, судовых кондиционеров, рефрижераторов автомобильного и железнодорожного транспорта, малых низкотемпературных термо- и термобарокамер. Для этих целей следует создать специализированные холодильные машины. Однако в связи с тем, что потребность в таких машинах составляет менее Шэ/о по числу и 5%) по суммарной производительности от годового выпуска, они пока комплектуются обычными "компрессорами и частично видоизмененной аппаратурой. Относительный объем выпуска машин (кроме машин для домашних холодильников и бытовых кондиционеров) по суммарной годовой холодопроизводительности дан в табл. 2. Таблица 2 Тип машин и холодопроигво- дительность, тыс. ккал/час (приведенные) С поршневыми и ротационными компрессорами до 2,8 С поршневыми компрессорами: от 2,8 до 20 от 20 до 100 от 100 до 400 от 400 Турбокомпрессорные .... Пароэжекторные и абсорбци- Относительный объем выпуска, % 1904 г. 8 5 6 44 27 7 3 Итого ... | 100 197 0 г. 7 10 10 32 12 13 16 100 При этом следует отметить, что общий годовой выпуск машин по количеству и холодопроизводительности возрастет с 1964 по 1970 г. более чем в 2,5 раза. Выполнению всех (перечисленных работ и внедрению их в производство будет способствовать проводимая сейчас специализация заводов холодильного машиностроения, а также координация и специализация работ научно- исследовательских институтов и конструкторских бюро, обслуживающих холодильное машиностроение.
24 Секция проектирования холодильников № 4 Ш. Н. Кобулашвили (директор Всесоюзного научно- исследовательского института холодильной промышленности) подробно доложил об основных работах, выполняемых институтом, об актуальной их значимости для производства. Докладчик остановился на главных задачах, стоящих перед ВНИХИ на предстоящее пятилетие, и указал на то, что деятельность института тесно связана с практикой, направлена на удовлетворение нужд предприятий пищевой промышленности и холодильников. Научные сотрудники института в творческом содружестве со специалистами и новаторами производства проводят 'многочисленные работы. Являясь головным институтом по координации научно-исследовательских и опытных работ в области холодильной техники и технологии, ВНИХИ в течение последних трех лет координирует работы в указанной области свыше 45 В работе секции приняли участие представители предприятий холодильной и пищевой промышленности, строительных и проектно-конструкторских организаций, научно-исследовательских и учебных институтов, различных республиканских ведомств — всего около 150 человек. На заседаниях секции было заслушано восемь докладов по вопросам проектирования распределительных и производственных холодильников, в том числе по новым объемно-планировочным, конструктивным и технологическим решениям, автоматизированным системам охлаждения, а также по комплексной механизации грузовых работ. Ниже приводится краткое содержание некоторых докладов *. М. Н. МЕРТЕШОВ — директор Гипрохолода Новые объемно-планировочные, технологические и конструктивные решения в проектах распределительных холодильников В настоящее время по типовым проектам Гипрохолода строятся одноэтажные распределительные холодильники емкостью от 300 до 5000 т и многоэтажные— от 10 000 до 16 000 г. Разработаны типовые проекты фруктовых холодильников емкостью от 250 до 700 т} которые целесообразно строить в местах производства и потребления фруктов. Планирование строительства новых холодильников 1 Содержание докладов Н. И. Родина (Гипромя- со) «Новые объемно-планировочные, конструктивные и технологические решения в проектах производственных холодильников типовых мясокомбинатов», И. М. Г и н- длина и B.C. Ужанского (ВНИХИ) «Новые системы охлаждения холодильников и принципы их автоматизации» освещено ,в их статьях, помещенных в журнале «Холодильная техника» № 1, 1964. Доклад М. И. Г у р а л ь н и к а (ВНИХИ) «Комплексная механизация логр уз очно нразпрузочных (работ на холодильниках» будет помещен в Я» б журнала «Холодильная техника». • - '•¦•;• научно-исследовательских, проектно-конструкторских организаций и предприятий, занимающихся вопросами производства и применения искусственного холода. Институт и дальше будет развивать и углублять совместную работу с этими организациями. Для повышения квалификации инженерно-технического персонала холодильников в институте ежегодно организуются курсовые занятия. На совешании было принято развернутое решение. Всесоюзное (Совещание работников пищевой и холодильной промышленности и торговли прошло на высоком научно-техническом уровне. На нем были подведены итоги и < намечены перспективы дальнейшего развития холодильного хозяйства страны. Совещание явилось также трибуной для обмена передовым опытом работы предприятий. должно координироваться, с тем чтобы исключить экономически необоснованное строительство и избежать завышения капиталовложений и перерасхода материалов. В связи с этим выгоднее строить универсальные распределительные холодильники, а не специализированные. Несмотря на очевидные преимущества гладких потолков на холодильниках, Госстрой СССР до сих пор не утвердил для перекрытий многоэтажных холодильников сборные безбалочные конструкции, которые уже используются в строительстве, например на сооруженном в 1963 г. Московском холодильнике № 14 емкостью 16 000 т. Конструкции с гладкими потолками следует применять и для одноэтажных холодильников. Унифицированные секции промышленных зданий, предложенные Госстроем СССР, приемлемы для холодильников емкостью 3000 т и более, но не подходят для одноэтажных холодильников емкостью до 1 500 т. Для многоэтажных холодильников пока не разработаны конструкции, позволяющие применять указанные секции. С целью снижения капитальных затрат проектами Гипрохолода предусматривается максимальная блокировка зданий и более широкое строительство одноэтажных холодильников. Привязку типовых проектов холодильников должны выполнять организации, имеющие опыт проектирования распределительных холодильников. Ю. С. КРЫЛОВ — главный инженер Гипрохолода Новые системы охлаждения распределительных холодильников и их автоматизация При проектировании распределительных холодильников емкостью 1 500 т и более предусматривается преимущественно насосно-циркуляционная система охлаждения с нижней подачей жидкого аммиака в охлаждающие приборы. Эта система при автоматизированной работе требует увеличения емкости линейных ресиверов, в которых накапливается холодильный агент при выключений питания охлаждающих приборов камер по достижении заданных температур, Секция проектирования холодильников
№ 4 Секция проектирования холодильников 25 За последние годы получила распространение на- сосно-циркуляционная система с верхней подачей аммиака в батареи. Эксплуатация спроектированных Гип- рохолодом холодильников, оборудованных этой системой, затруднений не вызывает при условии обеспечения повышенной кратности циркуляции жидкого холодильного агента в батареях. Для холодильников емкостью до 1 500 т Гипрохолод применяет безнасосную систему, в которой питание батарей жидким аммиаком осуществляется с помощью терморегулирующих вентилей. В этой системе для обеспечения сухого хода компрессоров используются сдвоенные дренажные ресиверы, а также отделители жидкости. Гипрохолодом предложено смешанное (батарейно- воздушное) охлаждение камер хранения мороженых грузов с использованием воздухоохладителей для термической обработки поступающих продуктов. Совместно с ОТИПХП будет разработана система панельного охлаждения для опытного холодильника в Ессентуках. В экспериментальном порядке намечено строительство в Волхове холодильника с динамической изоляцией, предложенной ЛТИХП. На обоих этих холодильниках будет проверена работа указанных систем и влияние их на величину потерь продуктов от усушки. М. Л. ФИЛИНОВ — главный специалист по холодильным установкам Гипромясо Новые системы охлаждения производственных холодильников и их автоматизация Специфические условия работы холодильных установок в мясной промышленности, характеризующиеся наличием больших тепловых нагрузок, привели к применению насосно-циркуляционной системы оклаждения с верхней подачей жидкого аммиака в малоемкие приборы, охлаждения. При верхнем расположении отделителя жидкости система обеспечивает сухой ход компрессоров и заданные температурные режимы в камерах. Использование на холодильниках мясокомбинатов систем с затопленными батареями недопустимо. В настоящее время Гипромясо разрабатывает систему воздушного охлаждения, позволяющую поддерживать высокую относительную влажность воздуха во всех камерах холодильников мясокомбинатов, а также усовершенствованную конструкцию сухих воздухоохладителей непосредственного охлаждения. Кроме того, институт занимается проблемой комплексной автоматизации холодильных установок мясокомбинатов. В. П. ИРЖЕВСКИЙ — начальник отдела института «Пищепромавтоматика» Автоматизация промышленных аммиачных холодильных установок (состояние и перспективы) Анализ современного состояния отечественной холодильной промышленности и накопленный опыт по автоматизации показывают, <что оборудование и системы охлаждения холодильников, построенных за последние 5—7 лет, позволяют осуществить комплексную автоматизацию холодильных установок. Затраты на автоматизацию окупятся в течение 1,5—2,5 лет. Построенные ранее холодильники могут быть автоматизированы лишь после реконструкции систем охлаждения, а в ряде случаев — после замены оборудования. Холодильные установки мясоперерабатывающих предприятий позволяют провести частичную автоматизацию компрессорных цехов и комплексную — систем охлаждения. Холодильные установки молочных, пивоваренных, винодельческих заводов и птицекомбинатов в большинстве своем подготовлены к комплексной автоматизации. В настоящее время институт работает над новыми бесконтактными электрическими схемами автоматического управления, которые заменят релейные схемы, имеющие ряд недостатков, в частности невысокую надежность контактных групп. Весьма перспективно создание оптимальных систем регулирования, разработанных на базе счетно-решающих устройств. Необходимо упорядочить проектирование автоматизированных холодильных установок, осуществляемое различными организациями, и унифицировать схемные решения. Проектные работы по автоматизации должны выполняться на основе рекомендаций, разработанных институтом «Пищепромавтоматика» при участии ВНИХИ. Проф. С. Г. ЧУКЛИН — руководитель кафедры Одесского технологического института пищевой и холодильной промышленности Исследование и внедрение новых охлаждающих систем холодильников Исследованиями насосно-циркуляционных систем с верхней и нижней подачей аммиака в батареи, смонтированных по проектам Гипрохолода на холодильниках в Вильнюсе и Горьком, выявлены недостатки, которые должны быть устранены при дальнейшем проектировании. Система с верхней подачей холодильного агента, несмотря на большие достоинства, требует улучшения распределения жикого аммиака по камерам и охлаждающим приборам, а также уточнения допустимой длины шлангов. ОТИПХП рекомендует применение диафрагм для подачи жидкости в шланги батарей. В системе с нижней подачей, как показали исследования на холодильнике в Горьком, вредное влияние на температуру кипения оказывают гидростатическое давление столба жидкости и гидравлическое сопротивление батарей. Недостатком этой системы является замасливание батарей, в результате чего через полтора—два месяца эффективная поверхность батарей сокращается на 17°/о. Система с нижней подачей требует правильной регулировки распределения жидкости по этажам холодильника, для чего необходимо увеличить кратность ее циркуляции. Обе системы с учетом результатов иследований могут применяться при проектировании новых объектов строительства. Насосная система Гипромяса была исследована ОТИПХП на ряде холодильников мясокомбинатов в Уральске, Бельцах и других городах. Напородержате- ли не обеспечивают нормального питания всех батарей жидкостью, поэтому это устройство следует заменить диафрагмами. Вместо каскадного движения жидкого аммиака ОТИПХП рекомендует подавать его в батареи непосредственно от «нагнетательной линии насоса.
26 Секция проектирования холодильников № 4 Дальнейшее проектирование и эксплуатацию насоено- циркуляционных систем следует проводить на основе инструкции, разработка которой должна быть поручена небольшой группе специалистов. В прениях по докладам выступило шесть человек, внесших ряд полезных предложений по улучшению проектирования, усовершенствованию оборудования холодильников и расширению исследовательских работ. В. Г. Сахаров (Государственный комитет Совета Министров СССР по торговле) отметил, что для улучшения проектирования холодильников необходимо провести следующие мероприятия: — поручать привязку типовых проектов крупных холодильников в случае значительных изменений организациям, разработавшим эти проекты; — организовать широкий обмен технической информацией между проектными организациями путем проведения взаимной экспертизы проектов и совместного их обсуждения; — укреплять связь между проектными и монтажными организациями. Предлагаемая Гипрохолодом насосная аммиачная система с затопленными батареями нецелесообразна, так как она не имеет преимуществ перед другими системами, используемыми в настоящее время, и имеет ряд существенных недостатков. Система панельного охлаждения для холодильников конструктивно пока не разработана. Н. Н. Симонов (Московский холодильник № 12) указал, что улучшение работы проектных организаций невозможно без координации их деятельности и использования передового опыта промышленности. Производственники быстро подмечают слабые стороны проектов. Однако недостатки проектов изживаются очень медленно. Работники Гипрохолода редко выезжают на предприятия и не могут поэтому учитывать в проектах требований производства. На холодильнике № 12 проводится большая работа по усовершенствованию созданной Гипрохолодом конструкции оребренных воздухоохладителей. В настоящее время выполнен электрообогрев поддонов и труб для слива воды, что намного облегчило эксплуатацию воздухоохладителей. Благодаря тщательной приемке монтажных работ и контрольной нивелировке вертикальных отметок батарей и уровнедержателей смонтированная насосная система ВНИХИ работает нормально. Достоинством системы является то, что она не требует регулировки распределения жидкости по батареям. В. И. Быков (Гипромясо) подчеркнул, что в новых типовых проектах мясокомбинатов предусмотрено значительное расширение механизации грузовых работ (применение конвейеров для перемещения мясных туш по подвесным путям и электропогрузчиков для укладки мороженого мяса). Дальнейшее повышение уровня механизации грузовых работ на мясокомбинатах требует разработки и внедрения толкателей или малогабаритных погрузчиков для передвижения мясных туш по подвесным путям, создания автоматических стрелок для подвесных путей, автоматизации и полной механизации грузовых операций в экспедициях холодильников, а также освоения новых образцов погрузочно-разгрузочных машин. Н. Ф. Ткачев (Министерство торговли РСФСР) указал, что научно-исследовательские и проектные институты должны решать проблему комплексной механизации трудоемких работ, а также механизации учета и отчетности. Большой интерес в этом отношении представляют работы по механизации грузовых работ на складе с большой высотой помещений, где применяется стеллажная система хранения грузов. Транспортировка и укладка выполняется штабелеукладчиком, перемещающимся между двумя рядами стеллажей. Штабелеукладчик имеет программное управление с пульта, обслуживаемого оператором. Здесь же обрабатывается перфорированная карта, которая передается на машиносчетную станцию. Таким образом, комплексно решен вопрос механизации грузовых работ и автоматизации учета. В связи с предстоящим переходом к использованию мягкой тары применение указанных стеллажей позволит полностью загружать объем холодильных камер. В проектах Гипрохолода должна быть предусмотрена механизация передвижения мясных туш по подвесным путям, как это сделано в проектах Гипромясо. П. И. Пирог (Гипрохолод)обратил внимание на то, что в связи с большим строительством холодильников следует наряду с минеральной пробкой шире использовать в качестве изоляции пенобетон, который наша промышленность может выпускать в большом количестве. Этот материал позволяет повысить огнестойкость зданий, что особенно важно в период строительства. Подобными свойствами обладает также пеностекло и другие минеральные материалы. Однако, как показывают данные исследований, при неэффективной пароизо- ляции теплоизоляционный материал быстро увлажняется, причем увлажнение его на 20°/о приводит к потерям мяса на холодильнике средней емкости в количестве 20—30 т в год. Между тем производство пароизоляци- онных материалов значительно отстает от потребности. В настоящее время строительство одно- и многоэтажных холодильников не обеспечено экономичными железобетонными конструкциями, которые должны выпускаться заводами строительной индустрии. Госстрой СССР должен включить в номенклатуру железобетонных изделий конструкции с гладкими потолками, а также изыскать возможности выпуска качественных тепло- и пароизоляционных материалов, необходимых для строительства холодильников. И. М. Геллер (ВНИХИ) указал, что с заключением Гипрохолода о нецелесообразности строительства в городах специализированных холодильников для фруктов следует согласиться. Использование распределительных холодильников для хранения фруктов дает существенную экономию капитальных затрат (до 50%>) и эксплуатационных расходов (до 40—50%). Коэффициент использования емкости фруктовых холодильников в два раза ниже, чем распределительных. В связи с этим намерение Министерства торговли РСФСР приступить к широкому строительству специализированных фруктовых холодильников следует признать нецелесообразным. Принимаемая институтом Гипромясо емкость холодильников мясокомбинатов в размере 40-сменной выработки мяса является чрезмерной. Это приводит к увеличению капитальных затрат и нерациональной структуре холодильной емкости в стране.
№ 4 Секция холодильного оборудования и транспорта 27 Секция холодильного оборудования и транспорта В работе секции приняли участие представители машиностроительных заводов, научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций, р ем о нтно-монтажных комбинатов — всего около 100 человек. На секции были заслушаны доклады о малых холодильных машинах и холодильном транспарте. Ниже приводится краткое содержание некоторых докладов 1. В. Б. ЯКОБСОН — руководитель лаборатории Всесоюзного научно-исследовательского института холодильной промышленности (ВНИХИ) Новые малые холодильные машины Основное направление технического прогресса на 1966—1970 гг. в области малых холодильных машин — это внедрение герметичных компрессоров, агрегатов и герметичных холодильных машин (с воздухоохладителями и водоохладителями) с капиллярными трубками, без разъемных соединений, не требующих монтажа на месте эксплуатации подобно домашним холодильникам. Новые агрегаты обладают большими преимуществами. Так, если агрегат ФАК-1,5 весит 157 кг, имеет удельную холодопроизводительность 700 ккал/квт-ч при —30° и для зарядки его требуется 8 кг фреона-12, то низкотемпературный герметичный агрегат ВН 0,55~3 имеет вес 59 кг, удельную холодопроизводительность 1100 ккал/квт-ч и требует для зарядки 2 кг фреона-22. Ведется работа по созданию новых герметичных компрессоров, агрегатов и машин холодоороизводительно- стью от 180 до 2 800 ккал/час. В настоящее время наша промышленность не выпускает агрегатов и машин холод ©производительностью менее 450 ккал/час. Применение меньших агрегатов (например, 280 вместо 450 ккал/час) позволит сократить размеры, вес машины, уменьшить машинное отделение, применить более простые схемы пуска однофазных встроенных двигателей без электрических конденсаторов. Однако новые машины внедряются медленно. Наиболее острый вопрос производства герметичных машин— их качество. Основные дефекты — это повреждение электродвигателей, проходных контактов и автоматических приборов, вызванное нарушением технических условий при их изготовлении. Заводы торгового холодильного машиностроения и ремонтно-монтажные комбинаты следует оснастить оборудованием, необходимым для монтажа герметичных машин. Харьковский завод торгового машиностроения должен специализироваться в области производства исключительно герметичных холодильных агрегатов и машин. Увеличение масштабов производства, сосредоточение всех сил завода на изготовлении машин одного типа позволит улучшить их качество и снизить стоимость. 1 Статьи по докладам М. С. Этлиса (трест Рос- торгмонтаж Министерства торговли РСФСР) «Эксплуатация и ремонт торгового холодильного оборудования», а также М. М. Ш а л о я а л енко (ВНИИЖДТ) «Железнодорожный холодильный транспорт и перспективы его развития» будут опубликованы в журнале «Холодильная техника» № 5. М. М. МЕЛИХОВ — начальник отдела Харьковского опытно-конструкторского бюро Министерства торговли УССР Новые холодильные компрессоры Харьковским опытно-конструкторским бюро разработаны унифицированные конструкции среднетемператур- ных герметичных компрессоров и агрегатов холодопро- изводительностью 1400, 1800, 2200 и 2800 ккал/час для Ярославского завода холодильных машин. Эти же компрессоры могут быть использованы в установках кондиционирования воздуха. При конструировании холодильных машин основное внимание уделяется повышению их надежности. Один из возможных путей повышения надежности — создание герметичного компрессора с экранированным электродвигателем. Технология сушки, зарядки и ремонта такого компрессора почти не отличается от обычной. Первая партия будет испытана в текущем году. Конструкторским бюро разработаны автономные кондиционеры холодопроизводительностью 2200 и 4500 ккал/час, а также кондиционеры для самородного комбайна, трактора и экскаватора. Ведется работа по созданию новых низкотемпературных (одноступенчатых и каскадных) малых холодильных машин с герметичными компрессорами. Б. А. БЕР — старший инженер ВНИХИ Новое торговое холодильное оборудование Выпуск торгового холодильного оборудования в 1963 г. увеличился по сравнению с 1950 г. в 35 раз, причем за последний год прирост составил 33fl/o. В 1963 г. торговое оборудование выпускали 16 предприятий, из Торговый холодильный шкаф ШХ-0,4.
28 Секция холодильного оборудования и транспорта № 4 которых в первую очередь нужно назвать Марийский завод торгового машиностроения, изготовляющий свыше 45000 единиц различных видов оборудования в год. ВНИХИ разработан типаж на торговое холодильное оборудование, предусматривающий все потребности предприятий торговли и общественного питания В типаже определены температурные режимы, габаритные размеры, емкость, холодопроизводительность агрегатов, коэффициенты теплопередачи ограждающих конструк- Прилавок-витрина для буфетов ПВ-Б. ций. Оборудование оснащено встроенными герметичными холодильными агрегатами. Предусмотрено применение одинаковых узлов, деталей и схем охлаждения. В охлаждаемом объеме нового оборудования поддерживаются более низкие температуры, чем в оборудовании, выпускавшемся ранее. В типаже наряду со среднетемпературными лредус- мотрены низкотемпературные и комбинированные холодильные шкафы и камеры, прилавки-витрины для магазинов с продавцами и магазинов самообслуживания. В соответствии с типажом разработаны специальные витрины для мясных, рыбных, гастрономически к товаров, для продажей по образцам и др. Примеры новых конструкций — торговый холодильный шкаф ШХ-0,4, прилавок-витрина для буфетов ПВ-Б, низкотемператур- ная витрина ВН-П. Устаревшие конструкции (например, витрина В-1, прилавок ПВ-1) снимаются с производства. Весьма перспективно применение торгового оборудования с принудительной циркуляцией воздуха, особенно для расфасованных продуктов. С. Л. ГИМПЕЛЕВИЧ — руководитель лаборатории ВНИХИ Холодильный автотранспорт и пути его развития Холодильный автотранспорт лучше, чем другие виды транспорта, обеспечивает доставку скоропортящихся пищевых продуктов непосредственно из районов заготовок в районы потребления. При использовании автотранспорта увеличивается скорость доставки, сокращается объем погрузочно-раз- грузочных работ и упрощается организация перевозок по сравнению с доставкой железнодорожным транспортом. В настоящее время имеются все условия для широкого развития холодильного автотранспорта. Особое внимание следует уделять вывозу скоропортящихся сельскохозяйственных продуктов из отдаленных райо нов. Основным типом охлаждения должно быть машинное с применением как воздушных, так и аккумуляционных охлаждающих приборов. Черкасский машиностроительный завод выпускает автомобили-холодильники с машинным охлаждением на шасси ГАЗ-51, Луцкий завод — на шасси ЗИЛ-164, однако объем выпуска совершенно недостаточен. ВНИХИ разработаны проекты и изготовлены опытные образцы автофургонов с машинным охлаждением на шасси автомобилей Москвич-430 и УАЗ-450. Необходимо наладить серийное производство небольших автомобилей-холодильников с машинным охлаждением на специализированных автомобильных заводах. Для уменьшения утечек фреона следует использовать герметичные холодильные машины. Рекомендуется применять компактные генераторы переменного тока с приводом от основного двигателя автомобиля или о г специального бензинового двигателя. Для смешанных перевозок (автомобильных, железнодорожных и водных) целесообразно использовать охлаждаемые контейнеры грузоподъемностью от 2,5 до 20 т. В прениях по докладам выступило восемь человек. В. А. Остроумова (Укрглавторгтехника) остановилась на вопросах организации обслуживания и ремонта малых холодильных установок. На Украине ремонт поршневых агрегатов производится на шести заводах, ротационных — на одном, импортных — также на одном, электродвигателей — на трех заводах. При такой централизации уменьшилась стоимость ремонта и резко улучшилось его качество. Однако необходимо укрепить техническую базу ремонтных заводов. А. А. Живущев (Костромской холодильник) осветил успешный опыт полной автоматизации крупной аммиачной холодильной установки. Е. С. Гуревич (Государственный комитет химического и нефтяного машиностроения) подчеркнул необходимость специализации заводов малых холодильных машин. Н. И. С о л у я н о в а (Государственный комитет Совета Министров СССР по торговле) сообщила, что около 30°/о предприятий, торгующих скоропортящимися товарами, еще не обеспечено холодильным оборудованием. Необходимо расширить номенклатуру оборудования и улучшить его качество, специализировать заводы малых холодильных машин и разработать типаж малотоннажного изотермического автотранспорта. Не обеспечена необходимая унификация и стандартизация торгового холодильного оборудования и это очень мешает работе. Качество автоматических приборов, особенно Орловского завода, очень низкое, а цены высокие. Нужно ускорить разработку типажа малотоннажного холодильного автотранспорта. Е. И. Андрачников (Московский ремонтно-мон- тажный комбинат треста Росторгмонтаж) подчеркнул необходимость контроля за выполнением решений совещания, Серийное производство новых типов холодильных машин и торгового холодильного оборудования
№ 4 Технологическая секция 29 можно начинать только после всесторонних испытании в эксплуатационных условиях. A. В. Каи (Государственный комитет .по рыбному хозяйству) критиковал Министерство «путей сообщения за медленные темпы оснащения железных дорог изотермическим транспортом с машинным охлаждением. B. Я. Шинка (ЦКБ холодильного машиностроения) рассказал о работах ЦКБХМ и НИИ автомобильного транспорта по созданию автомобилей-рефрижераторов грузоподъемностью от 0,5 до 3,5 т. В. М. Ш а в р а (ВНИХИ) указал на необходимость тщательной эксплуатационной проверки новых машин и автоматических приборов до начала их массового выпуска. Технологическая секция Технологическая секция провела два заседания, на которых присутствовало 90 человек. Были заслушаны два доклада — канд. техн. наук А. П. Шеффера 1 и доктора техн. наук, проф. Н. А. Головкина. Доктор техн. наук, проф. Н. А. Головкин (руководитель кафедры Ленинградского технологического института холодильной промышленности) в докладе «Исследование процессов и усовершенствование технологии холодильной обработки и хранения пищевых продуктов» осветил работы ЛТИХП по некоторым проблемным вопросам холодильной технологии. Для более полного выявления природы изменений пищевых продуктов под воздействием холода сотрудники института применяют разработанные ими новые методы .исследования, включая различные виды хроматографии в сочетании со спектральным анализом, новые биохимические и биофизические методы. Разработан метод хранения продуктов (мяса в рыбы) в слегка подмороженном состоянии при температуре от —2 до —3°, при которой резко тормозятся нежелательные биохимические и микробиологические изменения. Это позволяет значительно удлинить сроки хранения продуктов, причем по своему качеству они остаются близкими к охлажденным. В настоящее время проводятся полупромышленные испытания этого метода. Работами ЛТИХП и Института народного хозяйства им. Г. В. Плеханова установлено, что при отрицательных температурах, близких к криоокапическим, хорошо сохраняются также и отдельные виды растительных продуктов. Ведутся исследования условий закалки, после которой растительные ткани лучше переносят отрицательные температуры, не теряя жизнеспособности. Хорошие результаты получены при обработке яиц перед хранением минеральным маслом с растворенным в нем антибиотиком (гордецином), в результате чего предотвращается усушка продукта и проникновение микроорганизмов внутрь яиц. В обсуждении указанных докладов приняло участие семь человек. Л. Н. Г о р д з и е в с к и й (Новосибирский филиал НИИТОП) в своем выступлении остановился на результатах проведенных им исследований по обработке мяса протеолитическими ферментами ,что позволяет сократить длительность процесса созревания охлажденного мяса 1 Статья по докладу А. П. Шеффера «Усовершенствование технологии и техники холодильной обработки мяса на мясокомбинатах» опубликована в журнале «Холодильная техника» № 1, il964 г. или улучшить качество мяса при однофазном замораживании. Г. Г. Попов (Орджоникидзевский хладокомбинат) рассказал об опыте работы по сохранению качества мяса и сокращению его потерь при длительном хранении. Борьбу за качество мяса надо начинать с момента его приемки на холодильник. Необходимо предъявлять более строгие требования к поставщикам и обеспечивать в дальнейшем нормальные условия технологического процесса холодильной обработки и хранения. В течение четырех лет на хладокомбинате мороженое мясо хранится под укрытием из марли, глазированной льдом, что позволило сокращать ежегодно потери мяса на 10—12 т. Тщательно уложенный штабель накрывается чехлом из смоченной марли, а затем путем обрызгивания из гидропульта на ней наращивается слой льда толщиной 4—5 см. В. И. Огурцов' (Всесоюзный научно-исследовательский институт мясной промышленности) сообщил о разработанном им методе борьбы с усушкой мороженого мяса. В камерах хранения устанавливают экраны из мешковины, глазированной льдом. Экраны отделяют от грузового объема охлаждающие батареи и наружные ограждения. Созданы конструкции экранов для "камер хранения различных типов. На холодильниках, где применяли экранирование камер хранения мороженого мяса, естественная убыль снизилась в 2—3 раза. А. И. Золотарев с к и й (Росмясорыбторг) сообщил, что на всех холодильниках Росмясорыбторга в настоящее время должен быть осуществлен комплекс (мероприятий по снижению естественной убыли мяса и других продуктов. Особенно это важно для одноэтажных холодильников, камеры которых не всегда удается полностью загрузить из-за отсутствия погрузочно-раз- грузочных механизмов с высоким подъемом вилок, а также в связи с недостаточной механической прочностью тары. Нормы убыли продуктов при холодильной обработке и хранении нуждаются в дальнейшем уточнении. А. А. Павленко (консервный комбинат в Крым- ске) рассказал о развитии цеха замораживания плодов и овощей на Крымском комбинате. В дополнение к старому цеху замораживания производительностью 20—22 т/сутки построен новый цех, вырабатывающий 30—35 т/сутки замороженных плодов и овощей. Освоено также производство замороженных готовых обеденных блюд (в 1963 г. было выпущено около 2 млн. порций). Трудоемкость изготовления замороженных готовых блюд в цехе значительно ниже, чем в столовых и ресторанах^ и составляет всего 2—3 человеко-дня на 1000 порций!
30 Решения и рекомендации совещания № 4 На комбинате освоено производство высококачественного полуфабриката для кондитерской промышленности — замороженной плодово-ягодной пульпы. Вместе с тем другие консервные комбинаты, имеющие холодильники, например Херсонский и Измайловский, не выпускают замороженных плодов и овощей. Госплану СССР, СНХ СССР и Государственному комитету по пищевой промышленности следует уделить больше внимания развитию этого производства на консервных комбинатах. А. И. Писк а рев (ВНИХИ) отметил, что при интенсификации процессов холодильной обработки мяса, рыбы и других продуктов нельзя упускать из виду вопрос о качестве. Создание новой интенсивной аппаратуры должно базироваться на предварительно разработанной технологии, обеспечивающей наиболее высокое качество продуктов. При оценке качества нужно опираться не только на органолептические, но и технологические, биохимические, физико-химические и другие показатели. Совершенствование объективных методов оценки качества является одной из главных задач холодильной технологии. Решения декабрьского A963 г.) и февральского A964 г.) Пленумов ЦК КПСС, предусматривающее увеличение производства сельскохозяйственных продуктов в 2—2,4 раза и ускоренное строительство предприятий по переработке сельскохозяйственного сырья и хранению готовой продукции, определяют необходимость значительного увеличения объемов и темпов холодильного строительства. гтч~г> За последние 10 лет емкость холодильников в СССР возросла в 2,6 раза, однако она не обеспечивает полного удовлетворения потребностей народного хозяйства, что отрицательно сказывается на работе отраслей пищевой промышленности и торговли и приводит к увеличению потерь, ухудшению качества пищевых продуктов. В целях широкого внедрения искусственного холода в различные отрасли народного хозяйства, увеличения производительности труда, улучшения качества продукции, снижения потерь и повышения технического уровня холодильного хозяйства страны совещание рекомендует провести ряд действенных мероприятий. По вопросам организации планирования целесообразно Госплану СССР совместно с отделом холодильной службы СНХ СССР, а также соответствующими государственными комитетами разработать комплексные планы развития холодильного хозяйства в целом по СССР, союзным республикам и экономическим районам. Существующая структура холодильных емкостей должна быть пересмотрена и приведена в соответствие с размерами производства и условиями хранения пищевых продуктов. Следует определить правильное соотношение производственных и универсальных распредели- * Приводятся основные положения. Больше внимания нужно уделить разработке рациональных методов интенсивной дефростации замороженных продуктов, учитывая, что общий объем производства замороженного мяса, рыбы, птицы и других продуктов исчисляется миллионами тонн в год. Для сохранения качества мороженой рыбы основное значение имеет температура хранения. За рубежом, как правило, мороженую рыбу хранят при — 28-^-—30°, а на некоторых наших старых холодильниках — при —10-^-—12°, в том числе осетровые породы. Необходимо в кратчайшие сроки переоборудовать эти холодильники и понизить температуру хранения мороженой рыбы до — 2(U_—25°. М. И. Касперавичус (конструкторсконпроектное бюро Управления мясо-молочной промышленности СНХ Литовской ССР) дал положительную оценку новым нормам естественной убыли мяса и мясопродуктов, введенным в действие в январе 1964 г., но отметил ряд их недостатков (отсутствие норм убыли при интенсивном охлаждении мяса, замораживании в морозилках с температурой —30_f_—35° и др.). При уточнении норм следует использовать накопленный экспериментальный материал исследовательских групп Литовской ССР и других союзных республик. тельных холодильников,а также осуществлять единое планирование и финансирование строительства кооперированных и комплексных предприятий на общей площадке с пищевыми предприятиями. Необходимо уделить большее внимание координации планирования размещения скоропортящихся грузов, контролю за техническим оснащением холодильников и внедрением прогрессивных методов термической обработки и хранения продуктов. В проектах холодильников рекомендовано использовать унифицированные типовые секции с крупнопролетными конструкциями, а также перекрытиями и покрытиями с гладкими потолками. Должны быть разработаны типовые проекты комплексных предприятий для размещения на одной строительной площадке холодил ын)И!ко!в и различных предприятий пищевой промышленности с учетом районов потребления и сырьевых зон. С целью создания оптимальных условий механизации грузовых работ следует проектировать достаточно широкие автомобильные и железнодорожные платформы, увеличенные проемы дверей в коридорам и камерах, автоматизировать работу лифтов, дверей и воздушных завес. Для сохранения качества и снижения потерь пищевых продуктов необходимо наладить массовый выпуск быстроохлажденных продуктов в расфасованном виде, а также в сортовых отрубах. При охлаждении полутуш мяса должна применяться интенсивная циркуляция воздуха B—3 м/сек) с температурой до — 5° и относительной влажностью до 95%. Тушки птицы рекомендовано охлаждать в ледяной воде на ковейерных аппаратах, а яйца — в потоке воздуха при температуре — 2°, движущемся со скоростью 2—3 м/сек. Следует уделить Решения и рекомендации совещания
УДК 621.643.678.675:621.564.25 Полиамидные трубопроводы для фреонов В. ПЕХАР, В. ПАЙЕРОВА — НИИ заводов имени Победоносного Февраля, Прага В холодильной технике пластические массы пока не получили широкого распространения. Их используют лишь в качестве теплоизоляционных материалов, а также для изготовления рассольных трубопроводов ,и змеевиков, применяемых для охлаждения различных напитков. Между тем замена медных фреоновых трубопроводов пластмассовыми имеет большое практическое значение, так как это позволит значительно сократить расход металла. В 1960 г. нами были проведены опыты по проверке ряда материалов, в результате чего было установлено, что наиболее пригодны для изготовления трубопроводов полиамиды. Вначале исследовали химическую стойкость полиамидов по отношению к холодильному агенту. Вес образцов, находившихся в течение восьми недель в среде фреона-12, уменьшился в среднем на 0,110/о1, их внешний вид и прочность практически не изменились. Затем образцы испытывали на непроницаемость (утечка холодильного агента через стенки трубы). Опыты проводили с трубами различной формы (некоторые из них показаны на рис. 1). Благодаря тому, что полиамидные в*- Рис. 1. Образцы полиамидных труб, заполненных фреоном-12. трубы прозрачны, можно было наблюдать за уровнем жидкого фреона. Кроме того, утечку фреона определяли течеискателем фирмы «Лейбольд». За исключением негерметичности соединительной арматуры, не было обнаружено течи фреона. В образце с фреоном-12, хранящемся более двух лет, количество холодильного агента не изменилось. Далее определяли наиболее удобные способы соединений, а также механические свойства полиамидных труб. Трубы присоединяли к холодильному агрегату при помощи стандартных фитингов. Для Рис. 2. Устройство для развальцовки (а) и конусные раструбы (*). формирования '.конусных раструбов было применено усовершенствованное устройство для развальцовки медных труб и комплект металлических чашек. После зажатия трубы в струбцине металлическую чашку нагревали при-
№ 4 Полиамидные трубопроводы для фреонов 33 мерно до 100°, вкладывали в трубу и зажимали пуансоном. В течение нескольких секунд в трубе образовывался отлично сформированный конусный раструб. На рис. 2 показано устройство для развальцовки и конусные раструбы, изготовленные этим способом. Рис. 3. Разрез соединительных фитингов. На рис. 3 дан разрез соединительных фитингов. Деформации чашки под влиянием давления накидной гайки не наблюдалось. Трубные соединения испытывали различными нагрузками и во всех случаях отмечались положительные результаты. Особенно важно было'установить влияние вибрационных нагрузок. Для этого применяли вибрационное устройство, показанное на рис. 4. Рис. 4. Вибрационное устройство для испытания полиамидных труб. Один конец заряженной фреоном и закрытой с двух сторон трубы был зажат в эксцентриковой переставной обойме с подшипником качения, насаженным на вал электродвигателя. Смещение центра находилось в пределах от 0 до 10 мм при числе оборотов двигателя 1430 в -минуту и мощности его 0,56 кет. Второй конец трубы был зажат в неподвижном держателе. Конец трубы, зажатый в эксцентриковой переставной обойме, двигался по окружности, при этом перекручивания трубы не происходило. В центре трубы из-за упругости*-* материала отклонение от оси составляло 10 мм. На этом устройстве проверяли и «порожние полиамидные трубы. В течение нескольких суток наблюдений не было обнаружено повреждений или утечки холодильного агента. Между тем известно» что при эксплуатации медных трубопроводов под действием вибрации в них самих и в соединениях часто образуются трещины. На вибрационном устройстве определяли также изменение упругости при понижении температуры. В середине испытываемой трубы /помещали диафрагму со щелями, на которую направляли лучок света. Величину колебаний трубы при вибрации определяли ino ширине щучка света, 'проектируемого на измерительную шкалу. При сохранении всех расстояний, положений и углов вибрационного устройства и источника света были 'получены средние величины упругости для порожних и заполненных фреоном полиамидных труб (рис; 5). О -20 -40 Температура, 9С Рис. 5. График зависимости упругости полиамидных труб от температуры: / — порожняя труба, 2 — труба, заполненная фреоном-12.
34 Полиамидные трубопроводы для фреонов № 4 Как видно из рис. 5, три понижении температуры величина упругости уменьшается примерно одинаково для тех и других труб. Однако для обеспечения безопасности при эксплуатации эту величину принимают с большим запасом прочности. Были проведены также кратковременные испытания на максимальную 'прочность и длительные испытания давлением. Опыты показали, что труба диаметром 15 мм при толщине стенки 1,5 мм надежно выдерживает внутреннее давление до 70 кг/см2, что согласуется с формулой с = » 2s где: а — тангенциальное напряжение; р — перепад давления; D — средний диаметр; s — толщина стенки. Такая прочность более чем достаточна. Диаметр труб, находившихся под давлением 45—90 ати, в течение 20 дней увеличился примерно на 10—13!°/о. В одном из опытов при давлении 70 ати произошел разрыв раструба соединительного медного трубопровода. У полиамидных труб таких явлений не наблюдалось. При испытании под давлением 30—35 ати в течение 11 месяцев (самый продолжительный опыт).отмечалось падение давления, что было несомненно обусловлено негерметичностью пе- рекрывного крана, а не испытываемой трубы. После проведения испытаний полиамидные трубы были установлены на различных холодильных агрегатах (в институте, на заводе Фригера и на холодильном 'агрегате автомобиля-рефрижератора) . При эксплуатации этих установок, одна из которых работает уже три года, не было обнаружено каких-либо неисправностей. При использовании полиамидных труб в холодильных агрегатах, где соединения подвергаются особенно большим вибрационным нагрузкам, отпадает необходимость в специальных упругих вкладышах, которые устанавливаются между отдельными секциями медных трубопроводов. Для всесторонней оценки полиамидных труб была исследована возможность повреждения их грызунами. Было установлено, что защитным средством может служить вещество дегидроактидион, предложенное и проверенное научно-исследовательским институтом упаковки (получение реактива и способы его использования указаны в нескольких чехословацких патентах). По своим свойствам оно аналогично американскому веществу актидион. Применение дегидроактидиона не сложно. Смазывание отдельных участков трубы на расстоянии 25—30 см друг от друга обеспечивает надежную защиту большого участка трубопровода. Дегидроактидион являлся отходом производства одного из антибиотиков, поэтому стоимость его была невелика. В настоящее время этот антибиотик изготовляется в Чехословакии по другой, более выгодной, технологии и поэтому дегидроактидион больше не выпускается. На основании проведенных лабораторных и производственных опытов можно констатировать, что полиамидные трубы обладают следующими свойствами: — практически инертны и абсолютно герметичны по отношению к фреону; —¦ надежно выдерживают продолжительную нагрузку под давлением 50 атм и более; — значительно термостойки; — достаточно упруги, выдерживают большие вибрации без образования трещин; — обеспечивают прочные соединения; — могут изготовляться любой длины, благодаря чему число соединений сокращается до минимума; — прозрачны, в связи с чем могут быть использованы для контроля уровня; — могут быть химически защищены от повреждения грызунами. В Чехословакии стоимость одного метра трубы из полиамидов уже в настоящее время в 2—4 раза ниже, чем медной, несмотря на то, что организовано только их опытное производство. При массовом выпуске стоимость полиамидных труб будет значительно снижена. Лабораторные и производственные испытания показали возможность широкого использования полиамидных фреоновых трубопроводов.
Термоэлектрический холодильный шкаф УДК 644.5:537.322:542.46 Инженеры А. Л. ВАЙНЕР, В. А. БОЛЬШОЙ- Научно-исследовательская лаборатория полупроводников Одесского совнархоза Научно-исследовательская лаборатория полупроводников Одесского совнархоза по тех- Рис. 1. Общий вид корпуса холодильника и термобатареи. ническому заданию Министерства морского флота и Одесского завода холодильного маши- Рис. 2. Термоэлектрическая батарея: / — токоподводящие провода, 2 — термоизоляция, 3 — слой дистиллированной воды, 4 — штуцеры для подвода и отвода охлаждающей воды, 5, 6 — отрицательная и положительная ветви термоэлементов, 7 — ребра холодных спаев, 8 — перегородка между каналами для воды, охлаждающей горячие спаи, 9 — штуцер для ввода дистиллированной воды, изолирующей холодные спаи от ребер. 1 2 настроения разработала и испытала опытный образец полупроводникового холодильного шкафа полезной емкостью 55 л с водяным охлаждением горячих спаев термобатареи (рис. 1). Корпус холодильника цельный, изготовлен из стеклопластика с пенопластовой изоляцией (Ь = 0,03 вт/м град). Толщина стенок 60 мм, вес корпуса 22 кг, его теплопроходимость ~0,6 вт/град. Термобатарея состоит из 24 термоэлементов высотой 0,6 см и сечением 1,85 см2. Эффективность материала ветвей термопар г=1,8-10~3 1/°К Расчет произведен по методике [1, 2]. Между коммутационными пластинами и ребрами холодных спаев находится тонкий слой @,4 мм) дистиллированной воды (рис. 2), который при работе батареи замерзает. Образовавшийся слой льда служит электрической изоляцией, но хорошо проводит тепло (А, = = 2,2 вт/м град). Слой льда одновременно является аккумулятором холода, что существенно при пере- По а-а 340 По 5-6 По 6-6
36 Термоэлектрический холодильный шкаф № 4 воде термобатареи в режим «теплового затвора». Такой способ создания контакта холодных спаев с ребрами исключает необходимость трудоемкой обработки их поверхностей и обеспечивает надежный тепловой контакт. Горячие спаи не оребрены. часов. Для «сокращения этого периода целесообразно вести цикл охлаждения в форсированном режиме, подводя к термобатарее ток, близкий к /тах , а затем термобатарею перевести в режим с / = 20—35 а. Основные величины, характеризующие режим работы холодильника, — холодопроизво- t °г 24 ?? 20 18 16 и\ 12\ ю\ 8\ \ 4\ 2 -0 -г •41 l Нм-';а-"-37 ^^йш ^окр -23*0 Эвд=30кг/час I 20а 8 час. 0 Ю 20 30 40 50 60 70 80 90 WO \L г-ис. 3. Скорость охлаждения шкафа (а) и нагрузочные характеристики (б). При испытаниях температура у основания центрального и крайнего ребер_холодных спаев, на боковых стенках, у основания и в центре внутренней полости холодильного шкафа, а также на горячих и холодных спаях термобатареи измерялась медь-константановыми дифференциальными термопарами и лабораторными ртутными термометрами с ценой деления 0,1°. Кроме того, для определения температуры внутри шкафа применялись три лабораторных термометра, один из которых был введен в сосуд с водой, установленный в центре внутренней полости шкафа. Электрические величины измерялись приборами класса 0,2 и 0,5. На рис. 3,а показана скорость о*хлаждения шкафа при различной силе тока, на рис. 3,6— нагрузочные характеристики батареи. Как видно из рис. 3, время выхода холодильника на стационарный режим составляло 5—7 дительность Qo, холодильный коэффициент е и падение 'напряжения и, отнесенные к одному термоэлементу, приведены в таблице. Режим работы Оптимальный Максимальный Расчетные величины « ^ 61,7 105,0 00 СУ 1,29 2,1 о 31,8 19,4 со 0,066 Экспериментальные данные в 47 71 со с? 0,585 0,66 з; 30 14 во 0,055 0,081 Расхождение экспериментальных данных с расчетными величинами отражает недостатки в технологии коммутации термоэлементов, а также (приближенность формул, по которым вели расчет.
№ 4 Экспериментальное исследование кривой давления пара и удельных объемов фреона-22 37 ЛИТЕРАТУРА 1. В. А. Н а е ip, С. А. Роженцева, О проектировании полупроводниковых термобатарей для холодильников, ФТТ, т. 3, вып. 4, 1961. 2. А. Ф . Иоффе, Л. С. Стильб ан с, Е. К. И о р дан иш в и л и, Т. С. Ставицкая, Термоэлектрическое охлаждение, Изд. АН СССР, 1956. УДК 621.564 25:536 Экспериментальное исследование кривой давления пара и удельных объемов фреона-22 Инж. А, В. КЛЕЦКИИ —- Ленинградский технологический (Институт холодильной промышленности Наиболее полное (Представление о термодинамических свойствах -вещества дают ето диаграммы •состояния. Последние могут быть построены, если известна зависимость Р—v—Т и некоторые калорические данные этого вещества. В Ленинградском технологическом институте холодильной промышленности для экспериментального определения зависимости Р—v—Т лением на линии насыщения и изучать критическое состояние вещества. Устройство установки. На рис. 1 изображена схема установки. Пьезометр 2 представляет собой сосуд, выполненный из нержавеющей стали 1Х18Н9Т. Наружный диаметр пьезометра 43,4, внутренний 34,6 мм, длина 509 мм, емкость (определенная ВНИИМ с точностью до 0,01%) равна 455,73 см3. Пьезометр поме- Рис. 1. Схема установки: 1 — термостат U-8, 2 — пьезометр, 3 — термометр сопротивления, 4 —нагреватель, 5 — дифференциальный манометр, 6, 7, 8, 9, 14, 15, 16, 17 — вентили, 10 — образцовый манометр, - 11 — манометр МП-60, 12 — сосуд, 13 — вакуумметр, 18 — форва- куумный насос РВН-20, 19 — ловушки, 20 — диффузионный насос ЦВЛ-100, 21 — ртутный манометр, 22 — сосуд Дьюара, 23 — компрессор ФАК-1,1, 24 — термостат ТС-15, 25 — термостат U-6. создана прецизионная установка, принцип действия 'которой основан на методе пьезометра постоянного объема. При этом количество исследуемого вещества находят непосредственным 'взвешиванием. На этой установке можно определить удельный вес "вещества в жидком и газообразном состоянии в диапазоне температур от —70 до 200° и давлений до 61 ата, а также исследовать зависимость между температурой и дав- щен в термостатную ванну, выполненную в основном аналогично «р иостату Тимрота и Борисоглебского [1]. Равномерность температуры то высоте сосуда обеспечивается с помощью нагревателя 4. Температура в ванне измеряется десятиомным платиновым термометром сопротивления 3, сопротивление термометра — потенциометром ПМС-48 класса А. Постоянная температура в ванне (выше 20°) поддерживается двумя последовательно
38 Экспериментальное исследование кривой давления пара и удельных объемов фреона-22 J\[g 4 включенными термостатами 24 и 25. Установка обслуживается холодильной машиной ФАК-1,1- Испаритель холодильной машины помещен в сосуд Дьюара 22 емкостью 12 л, который служит аккумулятором холода. При зарядке сосуда сухим льдом можно создать условия для работы установки при более низких температурах (до—70°). Пьезометр связан со стеклянным ртутным дифференциальным манометром 5 и вентилем 6 с помощью тонкого стального капилляра (dBH ¦= 0,8 мм), который снабжен наружным нагревателем и несколькими термопарами. К другому колену дифференциального манометра через масляную линию подсоединен для измерения давления грузопоршневой манометр МП-60 первого разряда 11. Образцовый манометр 10 служит вторичным прибором. Дифференциальный манометр и вентиль 6 помещены в сосуд со стеклянной передней стенкой, через который прокачивается жидкость из термостата. Это позволяет регулировать их температуру в диапазоне от 20 до 200°. Благодаря такому устройству v установка имеет следующие преимущества. — При изучении зависимости Р—v—Т для вещества в газообразном состоянии можно исключить его конденсацию при высоких давлениях в капилляре и дифференциальном манометре, что позволяет сравнительно точно определять количество исследуемого вещества. — Можно визуально наблюдать за критическим состоянием 'вещества через правое колено дифференциального манометра. Грузопоршневой манометр измеряет избыточное давление с точностью до 0,02%. Атмосферное давление измеряется контрольным барометром типа КР с точностью до 0,2 мбар. Вентиль 6 соединяет пьезометр установки с магистралью, к которой подключаются через вентиль 15 вакуумметр 13, а через вентиль 14 и разъемный механизм—сосуд 12 для взвешивания исследуемого 'вещества. Этот сосуд представлен на рис. 2. Вес пустого сосуда 150 г, объем — 45 см3. Устройство вакуумной системы установки, подсоединяемой к магистрали через вентиль 16, хорошо видно на схеме. Предусмотрена возможность продува ловушек 19. Вентиль 17 служит для заполнения установки и сосудов для взвешивания исследуемым веществом. К нему же присоединяется U-образный ртутный манометр 21 с зеркальной шкалой для точного измерения разрежения или избыточного давления до 1,5 атм. В основном этот прибор используется при изучении зависимости Р—Т в области низких температур. Наладка и проверка работы установки. В процессе наладки установки линия измерения давления через вентиль 8 была заполнена о Риге. 2. Сосуд для взвешивания исследуемого вещества. чистым отвакуумированным трансформаторным маслом. Определяли гидростатическую поправку при измерении давления для различных температур дифференциального манометра, нрокалибровывали объемы газовой части дифференциального манометра и вентиля 6, экспериментально находили объем магистрали и вакуумметра. При проверке работы всей установки в качестве вещества-эталона была использована углекислота. Полученные экспериментальные данные хорошо совпали с уточненными данными Мичельса [2] и Маккормака [3]. Проведение исследования. Установку многократно вакуумировали и промывали исследуемым веществом. После этого к ней подсоединяли предварительно взвешенный сосуд 12, заполненный очищенным исследуемым жидким веществом. После откачки воздуха из пространства между вентилем 14 и малогабаритным вентилем сосуда для взвешивания последний открывали, предварительно отключив вакуум-
№ 4 Экспериментальное исследование кривой давления пара и удельных объемов фреона-22 39 ную систему. При этом, исследуемое вещество перетекало из сосуда в .пьезометр. Через некоторое время закрывали вентиль 6, при этом вещество из 'магистрали конденсировалось в сосуде 12, для чего последний погружали в сосуд Дьюара с жидким азотом. Когда давление (в магистрали (понижалось до — 1 мм рт. ст., вентиль 14 закрывали и катетометром КМ-5 замеряли разность уровней ртути в коленах вакуумметра 13. Сосуд для взвешивания закрывали, отсоединяли от установки и после нагрева до комнатной температуры и удаления влаги снова взвешивали. По разности результатов взвешивания и -поправке на остаточное количество газа в магистрали и вакуумметре находили количество вещества, остающееся за вентилем 6. Затем >к разъему подсоединяли второй сосуд для взвешивания и переводили вещество из него в пьезометр. После того, как в пьезометре оказывалось достаточное количество исследуемого вещества, температуру пьезометра доводили до температуры опыта. Если последняя была выше комнатной, то температуру в капилляре и дифференциальном манометре поддерживали примерно такой же. Затем измеряли давление грузопоршневым манометром, при этом разность уровней ртути в дифференциальном манометре равнялась нулю. Для определения следующей экспериментальной точки часть вещества выпускали в сосуд для взвешивания, который охлаждался жидким азотом. После последнего замера оставшееся в пьезометре вещество также переводили в сосуд для взвешивания. Когда давление в пьезометре становилось ниже 15 мм рт. ст., дальнейшее его снижение происходило медленно из-за значительного сопротивления капилляра пьезометра. Поэтому малогабаритный вентиль закрывали уже при этом давлении. Особенно тщательно замеряли остаточное давление в пьезометре и магистрали. Общее количество введенного и выведенного из установки вещества с учетом поправок на остаточное количество газа совпадало с точностью до 0,05%. Исследование кривой упругости и плотности фреона-22. Фреан-22, по данным хромато- графического анализа, выполненного ГИПХ, имел следующий состав: фреон-22—99,85%, фреон-12—0,1%, фреон-13 и С02—0,05%. Изменение нормальной температуры кипения, по данным завода-изготовителя, составляет 0,03°. Результаты исследования кривой давления пара в диапазоне температур от —14 до 93° представлены «в виде уравнения \gp= 13,5207 — IW*'** - 3,15464 lg T -f + 3,4953- Ю-17 P. A) Здесь Р — в ата, Г=273,16 + °С. Среднее отклонение между опытными и расчетными величинами составило 0,03j°/o, максимальное 0,07!°/©. Плотность перегретого пара была определена в диапазоне температур от 20 до 190° и давлений до 57 бар. По полученным опытным данным составлено уравнение состояния в соответствии с методикой Я. 3. Казав'чинского [4]: -Й7 = " + «-Ш + е(-т)*- <*> где: ао = —1,24644со—3,35266со2+15,89147со3— — 20,93229со4+: 8,00281 со5, ш= 1+0,39588© + .+2,96266@»—11,97008со3+15,31177со4—5,79069со5, р = _ 0,42482со + 0,93893со2 — 3,80790со3 +; L+ 5,48313со4 — 2,18934со5. Здесь: Р — в бар, v — в емЦг, Т — в °К, /? = 0,96144-^^!_;а)===^-. г°К v Для расчета приняты следующие значения критических «параметров: Тк — 369,28°К, Рк-49,855 бар, vK= 1,94 см*/г. При этом критическая температура была экспериментально определена по исчезновению мениска жидкости на специально выполненной установке, критическое давление найдено по измерениям на кривой упругости, критический удельный объем установлен расчетным путем. Опытные и расчетные величины хорошо согласуются между собой. В таблице дано сопоставление некоторых значений температур и давлений, полученных по уравнению A) и приведенных в литературе [5, б]. /,°с. -40 0 440 Давление, ата по литературным данным 1,076 5,10 25,79 по уравнению A) 1,075 5,08 15,63 Расхождения между значениями давлений перегретого и сухого насыщенного пара, полученными по уравнению B) и приведенными в литературе [5, 6], достигают 1—2%.
40 Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы № 4 1. Д. Л. Т и мр о т и В. ИФЖ, 1961, Я° 1. 2. A. Michel s a. other., «Proc. Roy. Soc», vol. A 153, p. 201, 1935. 3. K. E. Mac С о r m а с к, W. G. Schneider, «J. Chem. Phys.», 18, 1950, K° 9. ЛИТЕРАТУРА П. Борисоглебский, 4. Я. 3. К а з а в ч и н с к и й, 4. Я. 3. No 7. «Теплоэнергетика», 1958, 5. «Холодильная техника», Энциклопедический справочник», т. 1, Госторгиздат, A960. 6. R. Plank, Handbuch der Kaltetechnik, Bd. 4, 1956. УДК 536.24:621.564.25 Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы Инж. С. Н. БОГДАНОВ — Ленинградский технологический институт холодильной промышленности С помощью экспериментальной установки, применявшейся для изучения теплообмена при кипении фреона-12 внутри горизонтальной трубы [1], проведены аналогичные исследования на фреонах-22, -142, а также на фреоне-12 с различными концентрациями масла. В конструкцию экспериментальной установки было внесено 'небольшое изменение. Вместо вертикального участка со смотровым стеклом непосредственно за испарителем была вмонтирована горизонтальная толстостенная стеклянная труба длиной 100 мм (внутренний диаметр 12 мм). Это позволяло вести наблюдения за структурой потока непосредственно на выходе из испарителя. Коэффициенты теплоотдачи фреонов-22 и -142 при кипении внутри трубы определяли при температурах кипения 10° и —10° в интервале тепловых потоков 1000-^- 20000 ккал/м2час и весовых -расходов Ga = 23—268 кг/час. На рис. 1 дана зависимость a = f(qF) для фреонов-22 и -142 при Л>=10°. Как видно из рис. 1, влияние тепловой нагрузки на интенсивность теплообмена неодинаково. При небольших скоростях жидкого фреона на входе в испаритель переход от «неразвитого» к «развитому» кипению происходил при тепловом потоке 1000—1500 ккал/м2час для фреона-22, 1500—2000 ккал/м2час для фрео- на-12 и 2500—3000 ккал/м2 час для фреона-142. С увеличением расхода фреона эти значения несколько увеличиваются. Для фреонов-22, -142 и -12 в области неразвитого кипения при небольших расходах фреона (а/=0,05ч-0,1 м/сек) могут быть рекамен- 1 5 W3 8 6 4 \ ~ г~т~г ! 1 Са=255 кг/час\ 153 102* 51 25,5 —i-i .... | jt _ .1. Л 1 *л км*"' i. so~" Lti PS ^ — - j] I 4 y^\ i i I 1 ¦j— ! -j 1 " I 6 ->, ft Рис. 10*~ с q ккал/м2 час Зависимость a=f(qF) для фреона-22 (а) и _ у| фреона-142 (б).
№ 4 Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы 41 дованы соответственно следующие приближенные зависимости: 170 д"/ а = 100 др\ а = 130^2. A) B) C) С увеличением расхода фреона относительное влияние тепловой нагрузки на коэффициент теплоотдачи уменьшается. При ш' = 0,3~ь0,5 м/с\ек коэффициент теплоотдачи в области неразвитого кипения фрео- нов-22 и -142 может быть определен по формуле а = 600 qf\ D) { При кипении фреонов внутри горизонтальной трубы значительное влияние на .величину коэффициента теплоотдачи оказывает гидродинамическая структура потока. Изучением структуры потока фреона-11 занимались Брайан и Зейгель [2], фреона-12 — Ворсо- Шмидт [3]. В настоящей работе (велись тщательные наблюдения за структурой (потока после выхода из испарителя. В режимах, при которых вся внутренняя ^поверхность смачивается фреоном, локальный коэффициент теплоотдачи в верхней части испарителя, смоченной тонкой плен- крй жидкости, оказывается иногда выше, чем в нижней части, где in рот екает остальная жидкость. В большинстве опытов с фреонами-22, -142 и -12 внутренняя 'поверхность (на выходе из испарителя) полностью смачивалась np?i до'>0,2 м/сек. В отдельных опытах режим с полным смачиванием 'поверхности наблюдался и при ш'<0,2 м/сек. На возникновение этого режима влияла и величина тепловой нагрузки. В описываемых опытах режим с полным смачиванием поверхности наблюдался, когда произведение ?ш'> 800 (q — в ккал/м~час, w' — в м/сек). Так например, режим с полным смачиванием при о/= 0,2 м/аек возникал, когда тепловая нагрузка достигала 3000—5000 ккал/м2час, а при ш =0,5 м/сек — 1500—2000 ккал/м2час. Появление пленки жидкости «а верхней части внутренней поверхности сопровождалось понижением температуры стенки трубы вдоль "верхней образующей. Улучшение теплоотдачи при кипении в тонкой пленке фреона зависело от ее толщины. При изменении w' от 0,3 до 0,5 м/сек толщина пленки заметно увеличивалась, а степень понижения температуры стенки в верхней части трубы но сравнению с нижней—уменьшалась. Для иллюстрации в табл. 1 приведены значения температур в верхней и нижней точках одного из сечений испарителя при кипении фреона-22 (/о^Ю0). Таблица 1 0,3 0,5 w',м/сек J верх низ Г верх | низ Температура, °С при д , ккал/м'час 3000 11,5 11,95 12,5 12,8 5000 12,35 13,0 11,5 11,9 7 000 13,0 13,8 13,75 14,3 10000 //б7' 13,2 14,0 14,55 15,0 15000 13,9 14,5 15,65 16,1 20000 14,55 15,15 15,1 15,65 Все опытные данные в области развитого кипения фреонов-22 и -142 с удовлетворительной точностью описываются уравнением вида ad=A\ 0,6 ^0,2 v F а ,0,5 E) которое было применено ранее [1] при обобщении опытных данных для фреона-12. Значения коэффициента А для фреонов-22, -142 и -12 при температурах кипения 10 и —10° приведены в табл. 2." Таблица 2 Холоди ль 1ЫЙ агент Фреон-22 Фреон-142 Фреон-12 , 1 А • 103 при U 1 1о° | — К° 5,5 3,45 4,2 4,7 3,0 3,6 1 Для одинаковых условий проведения опытов коэффициент теплоотдачи при кипении фреона-22 в горизонтальной трубе в среднем превышает коэффициент теплоотдачи при кипении фреона-12 на ЗОР/d и фреона-142 на 60%. С понижением U от 10 до —10° коэффициент теплоотдачи для трех фреонов снижался на 15-1-17%. На рис. 2 представлены опытные данные для фреонов-22 и -142, обработанные в виде зави-
42 Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы № 4 /у.6 G0,2N симости ая?=/ _? ^_ ны также опытные точки, полученные Стэйли ай 80, 1 '10 60 50 40 30 20 Ю — ) X Л*/° х1 X 1 .."У V/ / S0 г ° • х* /о А А X у ^о г* 1 • . ) С ^ 'о А I у^Иа А/ fj A -Q- j^ i fl~ 1 Општы абтора х — А — — < ЗШ7 1пшп 1 1ы Стэйли и дзйкера 1ы ДльтманаАарриса, ^ подстановке в формулу E) опытных данных . На графике нанесе- Стэйли и Бэйкера коэффициент А оказывается на 10% больше, чем по опытным данным автора. В первом приближении влияние расхода фреона и тепловой нагрузки на теплоотдачу при кипении может быть также учтено соотношением предельных значений коэффициентов теплоотдачи [6, 7]: -=/ где а — коэффициент теплоотдачи к вынужденному потоку 'кипящей жидкости; адв — коэффициент теплоотдачи три вынужденном движении без кипения; акп — коэффициент теплоотдачи при развитом 'кипении в свободном объеме. На рис. 3. показана (подобная обработка t опытных данных, полученных для фреонов-12 и -142 при температуре кипения 10 и —10°. Значения адв определяли опытным путем. Сравнение опытных значений алв с полученными из 'критериального уравнения W Nu;= 0,023 Re^Pr;*1 F) Рис. 2. Обобщение опытных данных, полученных для фреона-22 (а) и фреона-142 (б). и Бэйкером при кипении фреона-22 (h=\0°) в грубе с внутренним диаметром 13,85 мм [4], и точки, полученные Альтманом, Норрисом и Стаубом при кипении фреона-22 (?о = 4-^-27°) в трубе с внутренним диаметром 8 мм [5]. При и 12 10 8 6 4 г jKo о ^ qJl* о о о/ г,У* • Jo о 7т • ' 8 а yi о о ' Y / X L . 1 • -Фреон-№ ' | о - Фреон -12 10 12 ак Рис. 3. Обобщение опытных данных, полученных для фреона-12 и фреона-142в виде зависимости
№ 4 Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы 43 дало расхождение не более 10%, кроме случая до'=0,05 м/сек, для которого расхождение превысило 60%. Значения акп для фреона-12 находили по формуле aKn=:5g,?'i а для фреона-142—по формуле акп — 0,6 ^/Л выведенной на основании опытных данных Даниловой о кипении фреона- 142 на латунной трубке диаметрОхМ 12,5 мм. Опытные данные, полученные для фреона-22, а — f / акп \ обработать в виде зависимости ~ J i I оказалось невозможным, так как рекомендуемое [8] уравнение для случая кипения фреона-22 в большом объеме а =4 4<7°'7 дает величины 'коэффициентов теплоотдачи значительно большие, чем установленные автором, а также Стэйли и Бэйкером для случая кипения фреона-22 внутри труб. В результате обработки опытных данных автора для сравнительно узкого диапазона расходов и тепловых нагрузок получен прямолинейный характер зависимости, начиная с пре- дельного значения ->0, f->l. адв Расчетная формула приобретает вид i = l + lfllfS!! илиа = адв+1,1Ь,п. G) адв адв Уравнение G) обобщает опытные данные, полученные для фреонов-12 и -142, со значениями расходного объемного паросодержания на выходе из. испарителя до 99,5%. В нескольких сериях опытов исследовалось влияние на коэффициент теплоотдачи начального содержания пара в парожидкостнои смеси хи С помощью предварительного электронагревателя неличина х\ менялась отО до12%'. Гв случае подачи в испаритель вместо насыщен- J ной жидкости фреона-22 или фреона-142 парожидкостнои смеси (х1 = 6ч-12%) при наимень- ' шем расходе ш' = 0,05 м/сек коэффициент теплоотдачи 'возрастает в среднем на 10%. Такое увеличение наблюдалось только при малых тепловых нагрузках (qf, = 1000-ь 2000 ккал/м2час). При больших тепловых нагрузках влияние начального содержания пара уменьшалось и исчезало, *когда qr = 5000-:- 7000 ккал/м2час. Одновременное наблюдение за структурой потока на выходе из испарителя показало, что при #i=0, ш' = 0,05 м/сек и малых тепловых нагрузках поверхность раздела фаз спокойная, без волн и всплесков. j С увеличением тепловой нагрузки (от I 3000 ккал/м2час и выше) на поверхности потока появлялись небольшие волны, улучшающие смачивание внутренней поверхности трубы. Такие же волны возникали и при малых нагрузках, если IB испаритель поступал фреон с xi>0, что и вызывало некоторое увеличение коэффициента теплоотдачи. Более значительное повышение коэффициента теплоотдачи наблюдалось при ш' = 0,1 и w' = 0,2 м/сек и подаче в испаритель фреона с ?i>0. Это объясняется образованием пленки жидкости на ранее несмоченной поверхности трубы. I I i i i | i I i i ' 1 1 i I 2Ю3 4 6 8 10 12 14 1610s О ккал/м2час Рис. 4. Отношение коэффициентов теплоотдачи при кипении фреона-12 с примесью масла ХФ-12 (*м) и чистого фреона-12 (а) при Ga: 1—27 кг/час, 2—55 кг/час, 5—111 кг/час. При qF >5000-^-7000 ккал/мЧас полное смачивание поверхности наступало и в случае, когда #1=0. Выше этих значений qF влияния Х\ на коэффициент теплоотдачи не наблюдалось. В проведенных опытах не удалось установить численную зависимость коэффициента теплоотдачи от величины xi. Опубликованные опытные данные по фреону-22 [5]для случаев *i = 2O-=-80Va и qF = 4800-33900 ккал/мЧас также не позволяют определить количественную зависимость «коэффициента теплоотдачи от начального содержания пара во фреоне. j В настоящей работе исследовалось также /влияние масла на теплообмен при кипении фреона-12 внутри трубы. Опыты проводили при 5 и Ю'УогНой концентрации масла ХФ-12 по несу в пределах расход он и тепловых нагрузок, приведенных на рис. 4. Установку заполняли фреоном-12, после чего с помощью масляного пресса в нее добавляли требуемое количество масла. Через не-
44 Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы № 4 сколько часов работы фреонового насоса перед началом замеров проверяли (концентрацию масла. С этой целью к штуцеру для измерения давления перед иопарителем (подсоединяли отводную трубку с битком, опущенным в жидкий азот. Пробу сильно переохлажденного фреона взвешивали и оставляли до полного выкипания фреона, после чего взвешивали остаток масла. Количество фреона, оставшегося растворенным в масле, определяли с (помощью номограммы [9]. Концентрация м^асла, найденная таким образом, отличалась не более чем (на 12% от заданной. Опыты «показали, что при малых тепловых нагрузках примесь масла увеличивает коэффициент теплоотдачи, а при больших—снижает. Наблюдения за потоком на выходе из испарителя показывают, 'что добавление масла вызывает вспенивание поверхности жидкого фреона и улучшает смачивание внутренней поверхности трубы. Этот эффект сказывается при малых тепловых нагрузках, так как при больших нагрузках и чистый фреон хорошо смачивает внутреннюю ^поверхность. Повышение концентрации масла на выход- holm конце трубы испарителя приводит к повышению температуры стенки и к ухудшению теплоотдачи, особенно при высокой начальной концентрации масла и больших нагрузках. Взаимное влияние обоих факторов определяет изменение коэффициента теплоотдачи при добавлении масла, показанное на рис. 4. При концентрации /масла 10% провести опыты с ^ = 15000 ккал/м2час и малыми расходами фреона не удалось из-за сильного перегрева стенки трубы в конце испарителя. Выводы При кипении фреонов <в горизонтальной трубе малым тепловым нагрузкам соответствует область неразвитого кипения. Значение тепловой нагрузки, при котором наступает развитое кипение, зависит от вида фреона, его температуры кипения и расхода. Для определения коэффициента теплоотдачи в области неразвитого кипения рекомендуются формулы A), B), C) и D), а в области развитого кипения — формула E). При одинаковых условиях коэффициенты теплоотдачи при кипении фреона-22 получаются (в среднем на 30% выше, чем при кипении фреона-12, и на 60% выше, чем при кипении фреона-142. Большое влияние на теплообмен .'при кипении фреонов внутри трубы оказывает структура потока. Возникновение режима, при котором вся внутренняя поверхность трубы испарителя смачивается фреоном, зависит для заданного диаметра от величины тепловой нагрузки и расхода фреона. Подача в трубу испарителя вместо насыщенной жидкости парожидкостной смеси (xi = 6-4-12%) увеличивает относительную скорость фаз, что способствует (возникновению пленки жидкости на ранее несмоченной поверхности. Улучшение теплообмена в этом случае наблюдалось лишь при малых тепловых нагрузках, когда смачивание внутренней поверхности в опытах с #1=0 было наихудшим. Добавление масла к фреону-12 в 'количестве 5 и 10% чхо весу улучшает смачивание внутренней поверхности фреоном, а в области небольших тепловых нагрузок и расходов увеличивает (коэффициент теплоотдачи. С возрастанием тепловой нагрузки повышение концентрации масла в конце трубы испарителя ухудшает теплообмен и приводит к снижению среднего коэффициента теплоотдачи. ЛИТЕРАТУРА )L С. Н. Богданов, «Холодильная техника», 1963, № 5. 2. W. Bryan, L. S e i gel, «Refrigerating Engineering», 1955, No 5. 3. P. Worsoe-Schmidt, «Journal of Refrigeration», 1960, № 4. 4. С Staley, M. Baker, <«ASHRAE Journal», 1959, № 4. 5. M. A 11 m a n, R. N о r r i s, F. Staub, «Journal of Heat Transfer». 1960, August. 6. С. С. К у т а т е л а д з е, Основы теории теплообмена, Машгиз, 1962. 7. С. С. Кутателадзе, «Энергомашиностроение», 1961, № 1. 8. Г. В. Р а т и а н и, Д. И. А в а л и а н и, «Холодильная техника», 1963, № 1. 9. Л. 3. Мельце'р, Смазка фреоновых холодильных машин, Госторгиздат, 1962.
УДК 621.564.25.001.5 Исследование процесса расширения жидкого фреона-12 в сопле Инж. Т. М. СУТЫРИНА Использование энергии расширения жидкого холодильного агента в турбине или в струйных аппаратах [1] требует разработки метода их расчета. Основным элементом, определяющим расход холодильного агента, а следовательно, и холодопроизводительность машины, является сопловой аппарат. Однако процессы расширения холодильных агентов в соплах совершенно не изучены. Теоретический анализ процесса адиабатического расширения испаряющейся среды \в соплах показывает, что, несмотря на ряд отличий, (между течением двухфазной ореды и течением газа [2] имеется аналогия. В обоих случаях наблюдается 'критический перепад давле- нии , при достижении которого течение но- ного агента. В критическом сечении, соответствующем давлению ршр, скорость потока равна скорости звука -ли Критический перепад давлений для испаряющейся среды, в отличие от газов, зависит от ее начальных параметров. Для расчета основных параметров сопла используются уравнения сохранения энергии и сохранения /количества вещества, которые при теплоизолированном, установившемся и непрерывном течении имеют вид i4-A — = const, г увеличивает расхода кг/сек 28 \- 7fi t- 7 Ah ?7Y- ?ni ¦ щ v\ W 0.8 06 04 0.2 1 1 1 i I .L.. 1 \ \ ! \ i \ , V A .0 S \ ч \P-Pnac i L_ 5 ^.~~- M I Ю холодиль- ? 5 -—— b'-20° tu*25° iac^ 3. -tfri 0 «^ 0 3. —" 5 * ^fy J?— 4 G = д =.W PHQtf 1.595 am 0 4 TF a 5 = const. IUU M у U ** ¦ «| 70 60 50 40 30 % 20* 55 10^ Q ',0 w 14 1,2 Ю 0,8 o,o 0.4 0.2 п A) B) Рис. 1. Изменение основных параметров вдоль сопла при изоэнтропическом новесном процессе расширения. рав-
46 Исследование процесса расширения жидкого фреона-12 в сопле № 4 Для 'идеального газа, кроме того, используется уравнение состояния pv — RT и уравнение обратимой адиабаты pvK —const. При расширении iB сопле реальных газов и паров основные параметры рассчитывают по i, s-диаграм- ме [3]. Использование диаграмм для расчета сопел при течении испаряющегося холодильного агента, вследствие малых перепадов энтальпий, приводит к большим погрешностям, особенно при расчете критического сечения. Более целесообразно применять таблицы насыщенных паров. В этом случае ©место уравнения состояния и уравнения адиабаты используется табличная зависимость между давлением и температурой, а также уравнения аддитивности удельного объема, энтальпии и энтропии парожидкостной шеей. На рис. 1 дано изменение основных параметров при течении через сопло фреона-12, находившегося первоначально в жидком насыщенном состоянии. Параметры определяли на основании ряда предпосылок: термодинамического равновесия между паром и жидкостью в каждом сечении сопла, тонкого распыла и равномерного перемешивания обеих фаз, а также отсутствия потерь на трение. Скорость звука определяли через малые конечные приращения давления Ар и удельного веса Лу -УШ- C) Из рис. 1 видно, что скорость звука для парожидкостной смеси фреона небольшая — в пределах 8-f-58 м/сек. Это обусловлено тем, что при изоэнтропическом изменении параметров в результате фазовых превращений плотность среды режо изменяется при незначительном изменении давления. Из рис. 1 видно также, что при небольшом снижении давления скорость течения w меньше скорости звука а; при —— =1,19 число ЛГ=1 и w = a, а при ~ >U9 w>a, т. е. течение сверхзвуковое. При пересечении кривых w и а (М=\) удельная площадь сечения /уд имеет минимальное значение. При дозвуковой скорости потока /уд уменьшается, а при сверхзвуковой — непрерывно возрастает. Указанная закономерность наблюдается для всех холодильных агентов при любых начальных температурах насыщения. Однако во всех этих случаях критическое отношение давлений -^- соответствующее М=1, будет различ- Р ' ным. ; На размеры сопла существенно влияет переохлаждение фреона перед входом. С понижением температуры переохлаждения tu (см. рис. 1) при одинаковой степени понижения давления ~~~ удельная площадь сопла /уд уменьшается. Понижение температуры переохлаждения особенно резко сказывается на величине критического сечения /Уд.тш • Поэтому расход холодильного агента через сопло зависит от величины начального переохлаждения. При переохлаждении на 5° (?м = 25°) расход р фреона G = Е— увеличивается на 70э/о. /уд.пнп Критическое давление при tu =25, 20 и 15° практически равно давлению насыщения. Термодинамический анализ изоэнтропиче- ского расширения испаряющейся среды, находившейся первоначально в насыщенном состоянии, показывает, что критический перепад давлений может быть определен без существенной погрешности (для фреона—менее 2%) по той же формуле, что и для газов &__ а-=/„А\<-*. D) Показатель адиабаты для испаряющейся среды, в отличие от газов, не может быть принят постоянным. При изоэнтропическом расширении парожидкостной смеси истинный показатель адиабаты k по мере снижения давления суще ст/в енн о у в е лич ив а ется. Значения показателя адиабаты, входящие з формулу D), при параметрах в критическом сечении для фреона-12 даны на рис. 2. На этом же рисунке приведены значения среднего показателя адиабаты kcp в интервале изменения параметров от начального состояния до состояния в критическом сечении. Приведенные значения k и kcp дают возможность определить не только давление (см. формулу 4), но и другие параметры в критическом «сечении по формулам, применяемым для газов 1 ^кр^иач^)^, E) \ />кр / W*P = a = VgkpK?vK? • F) Зная удельный объем vKp и скорость wK? в критическом сечении и используя уравнение неразрывности, можно определить необходимое сечение горла сопла при заданном весовом расходе холодильного агента либо расход при заданной площади минимального сечения.
№ 4 Исследование процесса расширения жидкого фреона-12 в сопле 47 Экспериментальное исследование процесса течения испаряющегося фреона в сопле показало, что основные параметры значительно отклоняются от теоретических вследствие задержки кипения, т. е. отклонения процесса от термодинамически равновесного [4, 5]. Несмотря на это, теоретический расчет может служить отправной базой для расчета действительных параметров сопла. **р 0.3 0.2 0.1 к "ср -20 -10 /О 20 30 40 Рис. 2. Показатель адиабаты при параметрах в кри ческом сечении. Было испытано три осесимметричных сопла со скругленной входной кромкой: диаметр горла 10 мм, длина 3 мм, длина расширяющейся части 1р =300 мм, углы раскрытия а=2°, 3° и 4°30'. Сопло с а = 2° и 1р =300 мм после испытаний было удлинено до 1р =450 мм. Кроме того, было испытано /плоскопараллельное сопло из прозрачного оргстекла. На рис. 3 показано течение фреона-12 через такое сопло при различных режимах. Перед входом в сопло холодильный агент находился в переохлажденном состоянии. Несмотря на то,.что во всех режимах давление рГ в горле было ниже давления насыщения рнас> соответствующего температуре фреона, он продолжал оставаться в основном в жидком состоянии. Только около боковых стенок, спрофилированных по форме сопла, наблюдалась небольшая прослойка пара (или паро- жйдкостной смеси), которая постепенно утолщалась по мере удаления от горла. Парообразование у (криволинейных стенок горла вызвано, по-видимому, местным более резким снижением давления. В осесимметричных соплах, где стенка криволинейна по всему периметру горла, жидкое ядро сверху не просматривалось, но его можно было видеть со стороны текущей к горлу жидкости. В результате задержки (кипения давление в горле всепда было ниже, а весовой расход и давление в конечном сечении выше, по сравнению с теоретическими. Несмотря на эти отклонения от равновесного процесса, течение фреона сохраняло характер сверхзвукового. Величина давления за соплом не оказывала влияния на давление в горле и весовой расход холодильного агента, за исключением режимов с высоким противодавлением, когда сопло работало как труба Вентури. Переходу на этот режим работы при повышении противодавления предшествуют режимы со скачками уплотнения внутри расширяющейся части сопла (см. рис. 3,6) или с конденсацией (см. рис. 3,в), если противодавление превышает давление насыщения при начальной температуре фреона. Экспериментально установлено, что не только характер течения, но и характер влияния начальных параметров (температуры, степени переохлаждения) на работу сопла остается таким же, <как при термодинамически равновесном течении. Рис. 3. Течение фреона через плоскопараллельное ^опло при различных режимах: а ~ *нач = — 8, 5°, />нач = 3,08 ата, /?нас = 2,36 ата, /?г = 2,13 ата; б — ^нач = —21°. /?нач = 2,72 ата, рнас= 1,48 ama, /?г==1,24 ama; б — ^нач = — 23,5°, А*ач = 2,45 ama, /?г=113 ama, Рвых = 1*95 ama.
48 Исследование процесса расширения жидкого фреона-12 в сопле № 4 Это дает основание при расчете действительного процесса расширения принять за отправную базу теоретический расчет, а отклонение параметров учесть с помощью поправочных коэффициентов. На рис. 4 приведены действительная и теоретическая зависимости давления в горле сопла от начальной температуры фреона. Для насыщенного начального состояния фреона коэффициент снижения давления р = , /?кр т.нас характеризующий степень отклонения действительного процесса от термодинамически равновесного, лежит в пределах 0,87—0,89 для сопла с а=4°30' и 0,9 — 0,94 для сопла с а=2°. При переохлажденном начальном состоянии холодильного агента отклонение от разновесного состояния увеличивается по сравнению с насыщенным. Это объясняется тем, что в насыщенном начальном состоянии при местных возмущениях потока (например, переходе из цилиндрической входной трубы в сужающуюся часть сопла) понижение давления оказывается достаточны'м для начала парообра- ? зования. При насыщенном начальном состоянии или малых переохлаждениях (меньше 2—3°) в сужающейся части сопла наблюдаются пузырьки пара. В случае большой степени переохлаждения парообразование начинается только в самом горле. При переохлажденном начальном состоянии (А?п > 3°) давление/в горле /?г.д.п, а следовательно, и коэффициент р не зависят от степени переохлаждения, а только от начальной -75 40 -5 15 20 25 30 t°C Рис. 4. Изменение действительных и теоретических параметров при течении в сопле фреона-12 в зависимости от его начальной температуры.
№ 4 Исследование процесса расширения жидкого фреона-12 в сопле 49 температуры фреона: при (повышении tHa4 от —10 до 30° коэффициент р уменьшается с 0,75 до 0,475. Уменьшение давления в горле сопла то сравнению с расчетной величиной 'приводит к тому, что действительный весовой расход фреона значительно превышает теоретический. При насыщенном начальном состоянии увеличение расхода является следствием не только понижения давления в горле, т. е. увеличения скорости, но также и повышения удельного веса фреона, так как количество пара в этом случае меньше теоретического, причем второе обстоятельство влияет та .весовой расход даже в большей степени, чем первое. На 'рис. 4 даны также зависимости действительного будд и теоретического Gyp.T удельного весового расхода от начальной температуры фреона для различных сопел. Для сопел с углами раскрытия 3° и 4°30' отношение С/уд.д -— практически одинаково и в рассматриваемом диапазоне изменения начальной температуры лежит в пределах 1,45—1,85 для насыщенного начального состояния и 1,75—2,75 для переохлажденного (Д?п = 5°). Использование этих коэффициентов повышения действительного (расхода по 'сравнению с теоретическим неудобно и не дает точного результата вследствие широкого диапазона их изменения и большой абсолютной величины. Учитывая в то же время, что состояние фреона в горле сопла ближе <к чисто жидкому, чем к /равновесному, весовой (расход через сопло при известном давлении в горле можно определять, исходя из уравнения Бернулли и уравнения расхода для чистой жидкости с поправкой на частичное парообразование в виде коэффициента расхода iv Од = |*„ Ft V 2g (vnl - рт) тж- G) Коэффициент |хп, как было установлено экспериментально (см. рис. 4), зависит от состояния фреона перед соплом (насыщенное или переохлажденное) и от начальной температуры фреона. Меньшие значения ц.п при насыщенном начальном состоянии (кривая /) объясняются тем, что пар в этом случае появляется до горла, что ускоряет процесс дальнейшего парообразования. Влияние начальной температуры фреона на коэффициент |лп объясняется главным образом различными скоростями протекания фреона: при больших скоростях, соответствующих высоким начальным температурам, местное снижение давления у искривленной поверхности горла больше, следовательно, больше и количество образующегося пара. По этой же причине с увеличением начального переохлаждения от 3 до 15° при одной и той же начальной температуре коэффициент [ап уменьшается, но незначительно, в связи с чем в данном диапазоне переохлаждений значения \in можно принимать одинаковыми (/кривая 2). Исследование течения фреона-12 через сужающееся сопло с цилиндрическим насадком диаметром 10, длиной 3 мм (со скругленным переходом от сужающейся части к насадку) показало, что расход через него практически не отличается от расхода через сопла Лаваля при а=3° и а=4о30'. Это видно из графика (рис. 4), на котором нанесены также экспериментальные точки для сужающегося сопла с насадком. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что расход испаряющегося холодильного агента через сопло Лаваля при а=3° и выше не зависит от угла его раскрытия и определяется узким сечением, что соответствует рассмотренному выше теоретическому процессу течения. Это в свою очередь позволяет использовать экспериментальные данные, найденные для сопел с небольшим углом раскрытия (а = 4°30'), при расчете действительного течения в соплах с большими углами раскрытия. Следует отметить, что на коэффициенты Р и [ап влияет метод обработки сопла, от которого зависит смачиваемость поверхности, однако это влияние невелико и на весовом расходе практически не отражается. Значительно большее влияние оказывает загрязненность фреона1. Увеличение действительного расхода по сравнению с теоретическим приводит к повышению давления в (Конечном сечении сопла. Если предположить, что в конце сопла пар и жидкость находятся в состоянии термодинамического равновесия, то давление в 'конечном сечении при увеличенном расходе без учета потерь может 'быть найдено расчетным путем по соотношению между/уд = ~^- и давлением р при равновесном процессе. 1 Приведенные выше данные получены для чистого фреона, поступающего в сопло из конденсатора холодильного турбоагрегата.
50 Исследование процесса расширения жидкого фреона-12 в сопле № 4 На рис. 5 показано распределение давлений вдоль сопла с а=3° на одном из режимов: теоретическое — при расходе, соответствующем термодинамическому равновесию в горле, и расчетное — при действительном расходе через сопло. На этом же графике дано действительное распределение давлений, учитывающее, кроме отклонения от равновесия, потери ние повышается, при этом уменьшение скорости ©следствие потерь компенсируется соответствующим увеличением удельного веса (^ = -^7=const)- При испытании сопла связь между <р,рКони/у* дает возможность по измеренному расходу, определяющему /уд, и измеренному давлению Р,ата 3 7 в $ ц j 2 / 0 \ \ \ Л / \ \ ... . Vs \ \ ..... . п*вЧ° \2 ч > \ \ \ \ 3 \ Чч "хГ ^Ч ч ^нач s 3G,5 ы„ --о' «^„^ 5 *"К-, S —-, 7 zz^ 8JL i 10 3,5 3,0 2,5 1 2,0 ',5 1,0 1 0,5 0 / *нач -0° Мп=1,5° 2 з V 5 S ? 1 1р = Ч50мм сс*2° 1 9_ 1? ,т<т Рис. 5. Распределение давлений вдоль сопла ,при насыщенном начальном состоянии: — теоретическое; расчетное; действительное. энергии при течении в сопле. Действительная и расчетная эпюры давлений, начиная с сечения 5, протекают эквидистантно. Это дает основания полагать, что в данном сечении и в последующих обе фазы находятся в равновесии. Некоторое превышение действительного давления над расчетным является закономерным и связано с потерями. При течении испаряющейся среды потери в сопле, по аналогии с течением газов, могут быть учтены с помощью (коэффициента скоро- сти ф = ——, причем коэффициент ф, конечное давление и удельная площадь сечения /уд связаны определенной зависимостью. С увеличением потерь (уменьшением ф) конечное давле- Рис. 6. Распределение давлений вдоль сопел при переохлажденном (начальном состоянии: расчетное; действительное. найти коэффициент ф. Этот метод определения коэффициента ф возможен только в случае наличия термодинамического равновесия в искомом сечении. Эксперименты показали, что изменение давления в 'конечных сечениях сопел длиной 300 мм носит равновесный характер только при насыщенном начальном состоянии фреона или близком к нему (Д?п<2°). В этих режимах [коэффициент скорости, определенный на основе экспериментальных значений р и G для конечных сечений сопла с а = 3° при tm4 =30° лежит в пределах 0,885-^0,925. С понижением начальной температуры фреона, т. е. с уменьшением скоростей течения, коэффициент ф повышается. При tHa4 = \0-±-\5° для того же сопла ф = 0,95-^0,96.
№ 4 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе 51 С увеличением степени расширения в сопле (больший угол раскрытия) при одинаковой начальной температуре коэффициент ф (несколько уменьшается. При различных начальных температурах (?нач =0^-30°) и степенях (Рнас \ ~~ =1,84-15 в сопле с 1Р= Ркои J у = 300 мм для режимов насыщения и близких к ним 'коэффициент скорости находится в пределах 0,86-А),96. Меньшие значения скорости соответствуют большим степеням расширения и более высоким начальным температурам. При умеренных степенях расширения, соответствующих работе сопла ,в струйном аппарате или турбине холодильной машины, можно принимать ф=0,9-7-0,95. Для сопла с /р=300 мм при начальном переохлаждении выше чем на 2° термодинамическое равновесие не наступает до конечного сечения, однако при увеличении lpj\o 450 мм характер протекания действительной эпюры давления изменяется, приближаясь к равновесному (рис. 6). Неравновесное состояние в конечном сечении сопла даже в случае, если бы с помощью экспериментальных данных удалось его определить, является нежелательным, поскольку при работе сопла ib инжекторе, эжекторе или турбине рабочий поток по выходе из соп- Экономичность технологического процесса получения сжиженного и твердого углекислого газа во многом зависит от эффективности процесса его конденсации. Согласно исследованиям ВНИХИ, при любам исходном источнике сырья углекислый газ конденсируется из смеси его с неконденсирующимися (в данных условиях) газами. Так, углекислый газ, получаемый абсорбционно-де- сорбционным методом из продуктов сжигания топлива, всегда содержит 0,01—0,05'%' воздуха (по объему). На последующих этапах процесса производства сухого льда (в прессе или льдогенераторе) количество воздуха в газе возрастает и в конденсатор поступает газ, содержащий до 1% воздуха [1]. В экспанзерных газах (отходах азотно-туко- ла будет стремиться к термодинамическому равновесию. В последующих элементах указанных устройств процесс доиопарения будет накладываться на процесс, связанный с передачей энергии, что не позволяет рассчитывать эти элементы и затрудняет исследование всего струйного аппарата или турбины. Полученные экспериментально коэффициенты р, |хп и ф дают возможность на основе теоретического метода определить все необходимые для расчета параметры сопла при условии равновесия в его конечных сечениях. Это условие, как показали эксперименты, выполняется для насыщенного начального состояния при . длине сопла не менее 200 мм, а для переохлажденного — не менее 450 мм. ЛИТЕРАТУРА 1. Т. М. Сутьгрина, «Холодильная техника», 1961, No 2; ,1961, № 4. 2. Г. Н. Абрамович, Прикладная газовая динамика, ГИТТЛ, 1953. 3. М. П. В у к а л«р вич, И. И. Н о в и к о в, Техническая термодинамика, М,—Л., Госэмергоиздат, 1962. 4. О. Frenzl, «Luftfahrttechnik», 1958, В. 4. 5. P. P a s q u a, «Refrigerating Engineering», 1953, № 10. i вых комбинатов) содержание неконденсатов ) может колебаться от 4 до 17%. I В литературе нет сведений о влиянии воздуха или других газов на процесс (конденсации углекислого газа. Известны лишь эксперимен- з тальные исследования Шмидта [2] по определению 'коэффициента теплоотдачи для конденсирующегося чистого углекислого газа. Однако сам автор считает эти данные недостаточно 1 надежными из-за неточности опытов и наличия а масла в исследуемом газе. а В лаборатории сухого льда ВНИХИ был исследован процесс конденсации углекислого газа из смеси его с азотом, начальная концентрация которото 'колебалась от 0,4 до 10,4%. Опытам с газовой смесью должны были »- предшествовать опыты с чистым углекислым УДК 661.97.001.5 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе Инж. Т. Ф. ПИМЕНОВ А — Всесоюзный научно-исследовательский институт холодильной промышленности
52 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе № 4 газом. Однако в ходе выполнения работы оказалось невозможным получить абсолютно чистый углекислый газ. Во всех опытах в газе было зафиксировано от 0,001 до 0,1% воздуха (по объему). В данной статье приводятся результаты опытов по конденсации условно «чистого углекислого газа, движущегося аверху вниз вдоль одиночной вертикальной нормально окисленной стальной трубы (d=24,924, A =.1000 мм), охлаждаемой изнутри промежуточным хал одо- носителем, который направлен параллельным потоком. Было проведено три серии опытов: первая и вторая — с паром, движущимся с заметной скоростью (до 0,2 м/сек), в условиях полной и неполной его (конденсации, третья — с медленно движущимся тгаром (до 0,0О5 м/сек), в условиях полной его конденсации. Для проведения первых двух серий опытов был использован экспериментальный кондм- . сатор (рис. 1,а), в котором труба помещена в обечайку диаметром 42X5 мм. В результате газ двигался по узкому кольцевому зазору. Для проведения третьей серии опытов был использован конденсатор (рис. 1,6), в котором труба 'была помещена в большой объем (^обеч = 108X4 мм). Рис. 1. Экспериментальный конденсатор: а — первый вариант, б — второй вариант, / — экспериментальная труба, 2 — обечайка, 3 — термоизоляционная втулка, 4 — смотровой люк, 5 — термопатрон, 6 — термопара, 7 — фланцевое соединение.
No 4 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе 53 В первой и третьей серии опытов осуществлялась естественная циркуляция рабочего вещества, во второй—'.принудительная, с помощью компрессора. Во время опытов одновременно с определением коэффициента теплопередачи а вели визуальные наблюдения за характером образования и течения 'пленки конденсата по поверхности охлаждения, для чего на обечайке 'конденсатора были вмонтированы смотровые люки. Экспериментальная установка. Установка состояла из ряда аопаратов (рис. 2), включенных в три замкнутых -контура (углекислого газа, холодоносителя « фреона), связанных между собой каскада о. По первому контуру осуществлялась естественная или принудительная циркуляция рабочего газа. При естественной циркуляции в первый контур были включены экспериментальный конденсатор, мерные бачки для измерения /количества сконденсировавшегося СОг и испаритель. В случае принудительной циркуляции углекислый газ перекачивался через аппараты первого контура с помощью 'мембранного компрессора МК 2,5/200. Конструкция компрессора исключала попадание в газ масла. и^= Рис. 2. Схема экспериментальной установки: / — экспериментальный конденсатор, 2 —- мерные бачки, 3 — испаритель СОз, 4 — сухопарник, 5 — смеситель, 6 — регулирующий вентиль, 7 — осушительная колонка, 8 — буферная емкость, 9 — компрессор, 10 — запасная емкость, // — калориметр, 12 — холодильник, 13 — теплообменник, 14 — насос для перекачки дих- лормета-на, 15 — мерная шайба, 16 — ротаметр РС-5, 17 — ротаметр РС-7, 18 — испаритель фреона-12, 19 — фреоновый компрессор, 20 — фреоновый конденсатор, 21 —- теплообменник, 22 — ресивер, 23 — осушитель, 24 — фильтр, 25 — регулирующий вентиль, 26 — газификатор сухого льда, 27 — бак для воды.
54 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе J^o 4 Система наполнялась углекислым газом с помощью газификатора ГВД-60/30, где сухой лед (Преобразовывался в углекислый газ. Экспериментальный 'конденсатор одновременно был включен (в контур холодоносителя, в качестве которого был использован дихлор- метан. Дихлорметан нагревался в экспериментальном (конденсаторе и охлаждался в охладителе. Охладитель представлял собой испаритель служебной холодильной установки, работающей на фреоне-12, в качестве которой был использован несколько измененный агрегат ИФ-49. Производительность установки регулировалась путем дросселирования части пара из нагнетательной стороны компрессора непосредственно в испаритель. Установка была тщательно термоизолирована. Методика испытаний. Температуру сред измеряли 34 'медь-константановьши термопарами. В цепи термопар при помощи компенсационного нуль-метода определяли э. д. с. Термопары были включены в схемы двух потенциометрических установок ППТН-1. Точность измерения температуры при работе с первым вариантом конденсатора составила 0,01°, со вторым вариантом — 0,023°. Температуру стенки трубы в первом 'варианте конденсатора определяли десятью, а во втором — одиннадцатью термопарами, уложенными на ее наружной поверхности, в специально выстроганных канавках (на восьми и шести сечениях, соответственно по высоте трубы). Канавки после укладки термопар были залиты сплавом Вуда. Температуру конденсации измеряли сначала одной, а затем двумя термопарами, которые были введены в верхнюю часть иепарителя и расположены над зеркал ом.кипения СОг. Количество сконденсированного СОг определяли мерными бачками, а проверяли — по расходу электроэнергии в грелках испарителя с помощью ваттметров ЭДВ (класс точности 0,2). „ Грелки и приборы включали через стабилизатора напряжения СН и ЛАТР. Общее количество СО2, циркулирующего принудительно, определяли по раододу электроэнергии в грелке второго калориметра (также с помощью ваттметра ^ЭДВ). Давление углекислого газа в конденсаторе и испарителе СОг измеряли образцовыми манометрами ОМ на 100 кг/см2 (класс точности 0,35). Содержание СОг в газе определяли химическими газоанализаторами с измерительными трубками на 10 и 15^/d (цена деления 0,1%)). Малые количества неконденсатов находили расчетным путем по измерениям диаметра шарика неконденсата, остающегося в бюретке. Измерения проводили после снятия последних показаний всех остальных приборов при том же режиме работы установки. В каждом опыте записям показаний приборов предшествовал длительный период D— 6 часов), в течение которого устанавливался стационарный режим работы, характеризующийся неизменностью температуры днхлорме- тана, уровня СОг в испарителе, температуры СОг в калориметрах, давления СОг в конденсаторе и на всасывающей стороне компрессора. Экспериментальные значения коэффициентов теплоотдачи определяли по уравнению а= —qF„ ккал\м} час град, где qF = — — удельная тепловая нагрузка поверхности конденсации, ккал/м? час^ В опытах с естественной циркуляцией СОг QK = G'K{i'" — О — тепло, отведенное от СОг в конденсаторе, ккал/час; G'K=VKY —количество сконденсированного СОг, кг/час; VK — объем сконденсированного СОг, л/час; i'" — энтальпия перегретого пара СОг на входе в конденсатор, ккал/кг; i! — энтальпия жидкого СОг на /выходе из конденсатора, ккал/кг, ,¦.'.-. Параллельно проводили дублирующий расчет удельной тепловой нагрузки по расходу электроэнергии в грелках испарителя QH. В дальнейшем обрабатывали только данные опытов с хорошей сходимостью величин QK и Q„ (в «среднем +6—8%). ' В опытах 9 принудительной циркуляцией СОг для определения QK пользовались формулой ' . <Зк = о;(/;-гСОа) + + @-со,— °к) ( h - Г» ) ккал/час. о г ¦ «?к)Н Здесь Осо2 = ^7. где: (Qk)ii — расход тепла в трелке второго калориметра, ккал/кг; (А/К)н — разность энтальпий СОг на входе и выходе из калориметра, ккал/кг; i'" — энтальпия неаконденсировав- шейся части СОг на выходе из ¦;¦¦¦ конденсатора. i .^
№ 4 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе 55 В этой серии опытов определялась сходимость количества конденсата, измеренного мерными бачками и вычисленного по балансу тепла в испарителе. Расхождение величин не превышало +6%. Температуру конденсации- ts «в первых 25 опытах определяли по зависимости t" = f(p") для насыщенного пара СОг соответственно измеренному давлению конденсации. Во всех последующих опытах температуру конденсации принимали равной температуре насыщенного пара, измеренной сначала одной, а затем двумя термопарами, помещенными над зеркалом кипения СОг в испарителе. Этот метод оказался более точным^ Температуру стенки tw определяли по формуле t —- t ~U A / °Г *"а> — ^ст | " "ст> v->* Здесь: tCT — температура стенки на глубине заложения термопар (определяли планиметрированием эпюр, построенных по показаниям термопар, заложенных в : стенки трубы, рис. 3), Д?ст — поправка на глубину заложения термопар. Н,мм 1000 /5,52 Рис. 3. Эпюра распределения температур при qf =5643 ккал/мНас в -опытном конденсаторе: 1Л — температура дихлор метана, *Ст — температура стенки, t соа — температура СОг в конденсаторе, ts— тем- '•' нература СОг над зеркалом кипения в испарителе. Опытные данные были обработаны также в критериальном виде, для чего вычисляли m = a^-t Pr '•3600 а' Ga = (V) мз Ren;i = ReH- 4^Я А = Nu Ga,/a ReBx — rf'v'. 3600 И>вх ^экв "вх^? Параметры СОг находили по средней температуре пленки, определяемой по формуле J. ^ + * <Ц) кроме величины г (ккал/кг), найденной по температуре конденсации ts. Показатели Рабочая среда Начальное содержание воздуха, % (по объему): минимальное . . максимальное . . . Скорость входящего пара, м\сек .... Весовая скорость входящего пара, кг\м?>сек . . Критерий Рей- нольдса для потока входящего пара, Весовая скорость выходящего пара, кг/м2 се к . . Удельная тепловая нагрузка, тыс. ккал\м2час . Критерий Рейнольд с а для пленки, тыс. Среднее общее давление, кг]см* . . . Серии опытов I со2 0,001 0,1 0,012-0,179 1,9-27 1,7—23,6 0 1-18 0,41-5,38 51,07+0,-6 1 и j со2 0,001 -0,1 0,023—0,23 3,8-39,9 3,3-34,8 3,4-37,2 2,4-8,8 0,84-2,99 .51,48+0,6 ш С02 0,0005 0,003 0,001-0,005 0,16-0,74 3,1-14,9 0 2,4-11,3 0,79-3,4 50,77+0,26
56 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе № 4 Всего было проведено 78 опытов. Оценка погрешности опытов показала, что максимальная ошибка в определении а составила 8,3'%. Характеристика условий (Проведения опытов дана ;в таблице. Результаты испытаний. На рис. 4 и 5 представлены зависимости j «I, и, ш =/(qF) и -^- =/(ReH), qF <6000 ккал/м2час и ReH <2200 с увеличением qF равномерно возрастают, при qF — = 6000 ккал/м2час и ReH =2200 — проходят через максимум и достигают ^значений (ai. п)тах =11630 ккал/м2 час град, (аш)тах — = 1350 ккал/м2 час град. При дальнейшем увеличении qF 'кривые едва заметно снижаются. В области малых тепловых нагрузок разброс точек относительно кривых был значительным. . 2000 1500 W00 »* 500 11 о о /о r.w. о -О ш ' "ОГСЗ ^^i А _°_°с о о Q Q-Q о о -ъ ; • а ни од —*тг А Л Oj -8ъ— шг -о2 о — ттт —ш о tA о i о ^о—=S /Z7 f? 13 14 15 16 17 WW3 fyc ккал/м2 нас Рис. 4. Зависимость асо2 ^ f(QF)< "сГ-I серия опытов, ге>вх > 0, ^вых =0, А —II серия опытов, f?>BX> 0, o;FbIX>0,#—III серия опытов, wBX « 0, ^Вых = 0. ш ш /ш ?ш 4000 шо /??н; - 4±Jj г к I/ Рис. 5. Зависимость- Nu Ga1^ = /(ReH): о—I серия опытов, ге;вх>0, ^вых = 0, Л—II серия опытов, wBX > 0, ^вых>0,#-Ш серия опытов, wByL ^ 0, ^ВЫХ = 0. показывающие, что результаты 'первой и второй серии опытов описываются одной кривой I, II—I, II, которая располагается выше идентичной кривой Ш~III, построенной по данным На рис. 5, кроме кривых, построенных по опытным точкам, нанесены (кривые, построенные по уравнению Нуссельта и то данным Зозули, обобщившим результаты как своих опы- третьей серии олытов. Обе кривые в области тов, так и исследований Ши и Кразе, Городин-
№ 4 Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе 57 ской, Кутателадзе, Геббарта, Беджера и Май- зенбурга [3], проведенных 'на одиночной вертикальной трубе с различными парами. Сравнение опытных кривых с кривыми Нус- сельта и Зозули показывает, что только в условиях, 'когда <7/7>6000 ккал/м2 час, ReH >2200 и ReBX >8000, направление экспериментальных кривых совпадает с (направлением кривой, построенной 'по данным Зозули, а -результаты опытов с паром, движущимся с заметными скоростями (первая и -вторая серии опытов), поч- ти совпадают с результатами Зозули и по абсолютным значениям. В области же низких тепловых «нагрузок, когда qF<6000 ккал/м2час иИен<2200, направление опытных кривых противоположно направлению кривых Нуосельта и Зозули. Кривые Нуссельта и Зозули указывают на снижение -коэффициента теплоотдачи ери (конденсации пара с увеличением удельной тепловой нагрузки, а экспериментальные значения а в этой области тепловых нагрузок (повышаются с увеличением qr- Качественное различие экспериментальных данных объясняется неодинаковыми условиями проведения опытов. Кривая Нуосельта характер/на для неподвижного, а .кривая, полученная Зозулей, — для движущегося чистого пара. По гидродинамическим условиям данные наших опытов близки (к результатам опытов Зозули. При проведении первой и второй серии опытов так же, как в опытах Зозули, с помощью визуальных наблюдений была отмечена турбулизация поверхности пленки во всем диапазоне тепловых нагрузок, вызванная влиянием скорости движущегося пара. Плевка конденсата всегда была покрыта рябью, интенсивность (которой увеличивалась по мере возрастания тепловой нагрузки. Вдоль пленки, на некотором от нее расстоянии, стекали струйки 'конденсата, от которых на определенной высоте, зависящей от qF, отрывались капли. Срывы 'капель начинались тем выше, чем больше была удельная тепловая нагрузка. Хотя во время третьей серии опытов на поверхности пленки не было обнаружено ряби и поверхность при всех qp была зеркальной, опыты этой серии также относятся к опытам с движущимся паром. Тем не менее, в области qF <'6000 ккал/м2 час экспериментальные кривые всех трех серий опытов и кривые, полученные Зозулей, не совпадают. Объясняется это влиянием воздуха, который был обнаружен в углекислом газе во всех опытах- Именно наличие воздуха в количестве <С 0,1г% по объему настолько ухудшило процесс конденсации СО2 при низких тепловых нагрузках, что даже при заметных скоростях движения пара экспериментальные значения коэффициентов теплоотдачи были значительно ниже, чем значения коэффициента теплоотдачи при конденсации неподвижного пара otNu. Содержание воздуха было непостоянным и колебалось от 0,001 до 0,l,0/oi по объему, что и вызвало большой разброс точек, так как систематизировать опыты по изменению концентрации воздуха не удалось из-за недостаточной точности принятого метода измерения малых концентраций. Влияние воздуха оказалось тем значительнее, чем ниже была тепловая нагрузка. С увеличением тепловой нагрузки возрастала скорость пара, уменьшающая отрицательное влияние воздуха. Поэтому с увеличением qF и, следовательно, скорости входящего пара наблюдался рост а. При достижении условий, когда ?/^ 6000 ккал/м2час} ReH^ 2200, ReeX^8000, коэффициент теплоотдачи достигал своего максимального значения. Дальнейший рост qF, ReH, ReBX привел к некоторому снижению а вследствие увеличения термического сопротивления пленки «конденсата. Если бы углекислый газ был абсолютно чистым, средний общий ^коэффициент теплоотдачи, даже в области низких тепловых нагрузок, имел бы такую же принципиальную зависимость от qF, какую он имеет при qF >6000 ккал/м2 час\, что подтверждает кривая Г—1Г, полученная при анализе данных группы опытов с углекислым газом, содержащим очень незначительное «количество воздуха. Скорость пара в третьей серии опытов была примерно в 22—26 раз меньше, чем во второй серии. Это привело к уменьшению коэффициента теплоотдачи на 20%. Во второй серии опытов скорость 'пара была больше, чем в первой примерно в 2—8 раз, что не дало заметного увеличения коэффициента теплоотдачи. Результаты опытов с достаточной степенью точности могут быть описаны следующими выражениями: для условий ввозд = 0,001-0,1%, wBX = 0,012 — 0,23 Ml сек, a,\tw =--¦ 1630 — — 1020 е - °»000724 (~qF- 10°о) ккал1м2час град, Ga1/a
58 Исследование процесса конденсации углгекислого газа на одиночной вертикальной трубе № 4 для условий ввозя = 0,0005 -0,003 % wBX = 0,001 — 0,005 м!сек, аш^1340-520е-°'0000^ -*Н- =0,129-0,054, -^(^.-«*)в Ga1'3 Принципиальные выводы исследований, (выполненных на одиночной вертикальной трубе, можно использовать ори конструировании промышленных конденсаторов безотносительно к типу аппарата. До настоящего времени 'конденсаторы углекислого газа, изготовляемые заводом «Компрессор», рассчитывают, исходя из удельных тепловых нагрузок 900—1700 ккал/м2 час. Проведенные нами исследования показали, что эти исходные условия являются самыми неблагоприятными при наличии воздуха в газе даже менее 0,1%. В промышленных условиях содержание воздуха в конденсаторе может быть значительно выше, что еще более снизит коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося СОг. Учитывая результаты проведенных исследований, необходимо проектировать промышленные конденсаторы для работы при удельных тепловых нагрузках около 6000 ккал/м2час. Из рис. 4 видно, что в этом случае коэффициент теплоотдачи будет равен примерно 1600 ккал/м2 час град. Это составит перепад температур между углекислым газом и стенкой 3,7°, что вполне приемлемо. Выводы В области низких тепловых нагрузок и малых скоростей движения газа на процесс конденсации оказывает очень «сильное отрицательное влияние даже (Незначительное содержание (до 0,1 %; по объему) воздуха. Ближние воздуха уменьшается с увеличением скорости inapa (удельной тепловой нагрузки), при этом коэффициент теплоотдачи возрастает и достигает максимума npHReBX~8000, ReH^2200, <7/7~6O00 ккал/м2 час. При дальнейшем увеличении ReBX, ReH1 q? его значение несколько снижается. Результаты работы показывают, что существующие промышленные конденсаторы углекислого газа спроектированы без учета отрицательного влияния воздуха на тепло- и мас- сообмен в процессе конденсации. Поэтому следует проектировать их таким образом, чтобы обеопечить получение удельной тепловой нагрузки около 6000 ккал/м2час. Это даст возможность сократить расход металла на изготовление теплопередающей поверхности конденсаторов в 4—6 раз. ЛИТЕРАТУРА 1. Т. Ф. П и м е н о в а, Н. М. Новожилов, «Сварочное производство», I960, № 111. 2. К. Schmidt, Untersuchungen tiber die Warmeuber- gangszahl von Kohlensaure im kritischen Gebiet an eine Rohrwandi, Actes du VII Congress International du Froid. 3. H. В. Зозуля, Исследование теплоотдачи при конденсации пара на вертикальных трубах, «Теплопередача и тепловое моделирование», Сб. АН СССР, 1959.
опытом Полиэтиленовые трубы Полиэтиленовые трубопроводы обладают ценными свойствами, выгодно отличающими их от (металлических. В настоящее время конструкторским бюро Ставропольского городского молочного завода разработаны проекты -по реконструкции компрессорных цехов предприятий краевого управления «Росмолоко», предусматривающие замену металлических трубопроводов для воды и рассола полиэтиленовыми. Одно из наиболее важных свойств полиэтиленовых труб — морозостойкость и гибкость при температуре до —60°. При замерзании воды внутри трубы она способна увеличиваться в диаметре до 3%, а после оттаивания льда приобретать первоначальную форму. Полиэтиленовые струёй"химически стойки. Они не подвергаются (коррозии, воздействию агрессивных сред и в шязи с этим 'более долговечны, чем металлические трубы. Оседающие на стенках полиэтиленовых труб минеральные соли можно легко удалять гидропневматической продувкой или другими способами. Благодаря отсутствию коррозионных • отложений пропускная способность полиэтиленовых труб постоянна. В «связи с этим при одном и том же значении условного прохода их пропускная способность примерно в; 1,5 раза больше, чем у стальных труб. Полиэтиленовые трубы легко поддаются механической обработке и оварке, длина их может доходить до 250 м. В результате значительно сокращаются сроки, мрнтажа. Применение полиэтйле?новых труб дает большую экономию благо1царя,сошращению tpaiHC- портных расходов (полиэтиленовые трубы легче стальных в 8 раз), а также снижению затрат на изоляционные работы (теплопроводность полиэтилена в 150—200 раз ниже теплопроводности стали). Для воды и рассола могут быть применены полиэтиленовые трубы низкой или высокой плотности. Номинальное дарление^труб 6 атм УДК 678.742:621.643 для воды и рассола (МРТУ6 № М-821-61 и МРТУ6 № M-856-6L тип С). Прочность полиэтиленовых труб резко снижается, если на них есть надрезы и царапины, поэтому монтаж следует вести осторожно и укладывать только высококачественные трубы. При прокладке полиэтиленовых трубопроводов необходимо учитывать их высокий коэффициент линейного расширения, который примерно в 20 раз выше, чем у стальных труб. Для (предохранения труб от деформаций, возникающих при изменениях температуры, необходимо применять гнутые элементы. При оборке трубопроводов можно использовать как разъемные, так и неразъемные соединения (рис. 1). Последние (применяются при прокладке труб в грунте. Торцы труб оплавляют инструментом, нагретым до 250—300°, а затем соединяют в стык под небольшим'давлением. Образовавшемуся по оплавленным торцам шву нужно дать затвердеть. Такие соединения выдерживают давление до 25 атм. Запорная арматура должна жестко крепиться к строительным 'конструкциям, чтобы полиэтиленовые трубы не деформировались. Для резки труб используют ручной (пилы, напильники, ножи) или механический (маятниковая дисковая лила) инструмент. Сгибать можно как предварительно нагретые (кипящей водой или горячим воздухом, имеющим температуру 150°), так и ненагретые трубы. Трубу не нагревают, если радиус изгиба составляет не менее 12 наружных ее диаметров. Непосредственно перед гнутьем трубы заполняют песком. Нагретые трубы рекомендуется гнуть по шаблону. При монтаже трубопроводов в отдельные его точках необходимо устанавливать термометровые гильзы и краны для выпуска воздуха. Отверстия для них в трубах просверливают дрелью (скорость сверления 20—50 об/мин). Диаметр отверстия должен быть несколько меньше диаметра резьбовой части крана или
60 Обмен опытом № 4 гильзы. В отверстие ввинчивают иредваритель- — в случае твердого «грунта под и над тру- но нагретую до 120—150° резьбовую часть бой нужно насыпать слой 'песка или мягкого крана или гильзы. После остывания получает- грунта толщиной 20—30 мм; ся прочное и герметичное соединение. — засьшать трубопроводы грунтом следует Рис. 1. Виды соединений полиэтиленовых труб: а — соединение отбортованной грубы свободными стальными фланцами: 1 — полиэтиленовая труба, 2— свободный фланец; б — соединение трубы с запорной арматурой: / — прокладка, 2 — вентиль, 3 — свободный фланец, 4 — труба; в — 'неразъемное соединение. При прокладке трубопроводов в земле, например к градирне, необходимо выполнять следующие условия: — трубы должны быть проложены ниже промерзающего слоя земли; в самое холодное .время суток и по возможности равномерно. Желательно ори этом, чтобы трубы были заполнены 1водой. Для крепления применяются металлические хомуты и крепежные скобы, 'которые должны Рис. 2. Опора-кронштейн (а) и опора-подвеска (б).
№ 4 Замена быстроизнашивающихся деталей в кольцевых Клапйнах' 61 плотно охватывать трубы, но не врезаться в них. Могут применяться и 'оплошные опоры (рис.2). Участок трубы, проходящий через стены или перекрытия, необходимо заключать в металлические или пластмассовые гильзы. По окончании монтажа трубопроводы подвергают гидравлическому испытанию. Величина давления (в самой низкой тоже трубопровода типа С должна 'составлять 9 кг/см2. Под этим давлением трубопровод выдерживается не менее 30 мин. Трубопроводы, прокладываемые в земле, подлежат предварительному и окончательному испытанию. При предварительном испытании трубопровод подвергают 1,5-кратно'му условному давлению в течение 30 мин. После осмотра и устранения неплотностей его засыпают грунтом и испытывают вторично: в течение часа поддерживается 1,5-кратное условное давление, после чего замеряют падение давления в магистрали, которое в течение 15 мин. должно быть в пределах 0,1 кгс/см2. Для обеспечения долговечности и надежности полиэтиленовых трубопроводов для воды и рассола необходимо знать общие правила их эксплуатации и основные свойства. Инженеры А. А. ХАЛ И ЗОВ, Г. Л. ЛОГИНОВ УДК 621.646 Замена быстроизнашивающихся деталей в кольцевых клапанах Направляющие пояски кольцевых клапанов нов и требуют продолжительной остановки холодильных компрессоров очень быстро изна- компрессора. шиваются, в связи »с чем (возникает необходимость замены клапана или ремонта поясков. Существующие 'способы ремонта не обеспечивают надежной и длительной работы клапа- В мест о ремонта направляющих выступов розеток нами были применены большие и малые съемные кольца с направляющими поясками. Большие кольца изготавливают с че- Всасывающий клапан компрессора АВ-75: а — существующая конструкция, б — после переделки, в—съемное кольцо (вверху—-с четырьмя выступами, внизу — с шестью), 1 — розетка, 2 — пластины, 3 —седло, 4 — направляющие выступы, 5 — съемное кольцо с шестью выступами.
62 Обмен опытом №4 тырьмя, малые — с четырьмя или шестью направляющими поясками в зависимости от типа клапана (ем. рисунок). Размеры колец для различных типов клапанов даны в таблице. Детали Кольца большое . малое • . малое . . Звездочки большая . малая . . малая . . Число ляющих выступов Наружный диаметр di Внутренний диаметр кольца, d2 Толщи-. на кольца, h НЬ.ри- на пояска кольца л звез дочки hx 118 83 83 118 83 83 107 68 68 105 66 66 7,5 7,5 7,5 — — 3,8 3,8 3,8 Примечание. Размер d\ дан приблизительно, он зависит от размера пластины. Зазор между направляющим кольцом и (пластиной должен быть в пределах 0,2—0,3 мм. Для обработки колец на фрезерном станке применяется приспособление, которое обеспечивает надежное их крепление, защищает от деформации при фрезеровании и исключает операции по разметке выступов. Приспособление Состоит из основания и звездочек. Основанием может служить седло пришедшего в негодность клапана. Для этого в нем делают две канавки глубиной Ы по размерам большого и малого колец. В канавки вставляют кольца. Для каждого типа колец делают звездочки, что облегчает разметку и изготовление колец. Лучи звездочек соответствуют количеству и ширине выступав колец. С помощью центрального болта кольца прижимаются звездочками к основанию приспособления, которое крепится к столу фрезерного станка. Между выступами звездочки кольцо фрезеруют до основания приспособления. В седлах клапанов протачиваются так^е же канавки, как <в основании (приспособления. В них вставляют готовые кольца выступами в сторону розетки. В розетках на месте направляющих поясков делают проточки но размерам колец на глубину до 1 мм. При оборке IB эти проточки -входят 'выступы колец. Глубина проточки неодинакова. Она зависит от типа клапана и должна быть такой, чтобы при сборке выступы кольца касались розетки. После оборки клапана необходимо убедиться в том, что подъем пластин не увеличился, что может являться следствием посадки розетки не на опорную поверхность, а на выступы кольца. В этом случае необходимо разобрать клапан и либо уменьшить высоту выступов, либо углубить проточку ,в розетке на величину, превышающую подъем пластины до ремонта. Применение сменных колец описанной конструкции для клапанов компрессоров АВ-75 и БАУ-150 на холодильнике iB г. Жуковском позволило сократить время ремонта клапанов и обеспечило их надежную работу. Сменные кольца могут быть применены также в кольцевых клапанах других типов холодильных компрессоров. Ю. В. НАВАТОВ УДК 621.68:546.171.. Использование сальников СК-45 для аммиачных насосов АЦ-4 На Краснодарском холодильнике № 1 Рос- мясорыбторга в течение трех лет эксплуатируются аммиачные насосы АЦ-4. Уплотнение в сальнике насоса создается масляным затвором, а также тщательно притертыми чугунными и стальными кольцами, уплотнение по валу — при помощи резиновых маслостойких колец. При эксплуатации особенно быстро выходят из строя резиновые уплотняющие и чугунные неподвижные кольца. На Краснодарском холодильнике резиновые уплотняющие кольца были заменены самоуплотняющими резиновыми сальниками СК-45, т. е. обычными автомобильными сальниками (см. рисунок). При этом были выточены но-
№4 Работа двух термобарокамер от одной холодильной установки 63 Аммиачный насос: 1 — корпус насоса, 2 — резиновые уплотнительные кольца, 3 — чугунное внутреннее кольцо с рабочим пояском из баббита, 4 — зажимное кольцо, 5 — пружина, 6 — чугунное наружное уплотни- гельное кольцо, 7 — поясок из баббита, 8 — стальное кольцо, 9 — сальник СК-45. вые стальные уплотнительные кольца наруж- Таким образам была обеспечена надежная ньш диаметром 70 мм. Ширина рабочей части и долговечная работа сальников аммиачных кольца может быть ib пределах 12—14 мм. насосов. Если (раньше аммиачные насосы тре- Были изготовлены также новые чугунные бовали ремонта через 2—3 месяца, то теперь кольца с рабочим пояском из баббита шири- ани магУт Работать ?ез ремонта больше года, ной 2—3 ММ. Инж А. А. ЧИСТЯКОВ УДК 620.1.002.56:621.565.59 Работа двух термобарокамер от одной холодильной установки У'стано'вленные на нашем предприятии две крупные терм об а рокам еры для испытания материалов являются сложными техническими сооружениями, занимающими более 200 ж2 производственных площадей. Термобарокамеры с вакуум-насосами, вентиляторами и щита1ми управления смонтированы в одном помещении параллельно одна другой. По условиям производства термобарокамеры работают циклично, с чередующимися операциями охлаждения и нагрева. Для повышения надежности, экономии производственных площадей и упрощения обслуживания термобарокамер по предложению рационализатора А. Ф. Варенова применен график поочередной их работы от общей холодильной установки. Для этого каскадные холодильные машины от обеих термобаракамер были объединены в одну общую холодильную установку, обеспечивающую поочередное охлаждение последних при работе только одной из каскадных машин (см. рисунок). Схема трубопроводов дает возможность соединять каждую термобарокамеру с любой
64 Обмен опытдм № 4 Принципиальная схема трубопроводов холодильной установки с двумя термобарокамерами: 1 — термобарокамера с испарителями, 2 — отделители жидкости, 3 — дроссели (форсунки), 4 — вакуум-насосы, 5 — компрессоры ступени низкого давления нижнего каскада, 6 — маслоотделители, 7 — промежуточный охладитель, 8 — компрессоры ступени высокого давления нижнего каскада, 9 — конденсаторы погружные нижнего каскада, 10 — испарители погружные верхнего каскада, 11 — компрессоры верхнего каскада, 12 — конденсатор верхнего каскада. из каскадных машин. Кроме того, можно заменять элементы оборудования, требующие ремонта, не выключая термобарокамер. Двухлетний опыт эксплуатации двух термобарокамер от общей холодильной установки подтвердил высокую надежность и маневренность их работы. При этом уменьшилось количество обслуживающего (персонала. Инж. И. И. ЖАРИКОВ УДК 662.9—52:621.565.59 Автоматизация станций перекачки конденсата Отопление всех цехов и зданий Северодвинского холодильника осуществляется паром, поступающим из собственной котельной. Конденсат собирается на ;пяти станциях перекачки в баки емкостью от 2 до 3 м'3, откуда насосами типа ЦНШ-40 перекачивается в теплый бак котельной. Станции перекачки обслуживаются четырьмя мотористками. Для автоматизации работы станций были использованы малогабаритные электронные •сигнализаторы уровня типа МЭСУ-1м, выпускаемые Фрунзенским заводом физических приборов. К стенке каждого бака для «обора конденсата приварили по два штуцера с резьбой М24Х1Д 'причем штуцер для нижнего датчи-
№ 4 Дозатор для учета расхода смазочного масла 65 ^1± т яЛл—1—°п* к^ Стоп Д1 г-н т*Ьт2ЬИ is1- I I —° 1 <>~ Стоп С51 Д2 I 1 ??Р SJ I I 4>nHZbvH Принципиальная электрическая схема автоматики: Д1 — датчик нижнего МЗСУ, Д2 — датчик верхнего МЭСУ, СБ1 — силовой блок шгжнего МЭСУ, СБ2 — силовой блок верхнего МЭСУ, В — выключатель, HI, H2 — первый и второй насосы. ка устанавливали на 100—150 мм «выше всасывающей трубки насоса. Для поддержания нормального теплового режима работы котлов в 'питательный бак котельной должен регулярно подаваться горячий конденсат. В связи с этим верхний датчик прибора МЭСУ-1'м должен быть установлен на расстоянии 500 мм от 'нижнего, чтобьГ обеспечить включение конденсатного насоса не менее 20 раз в сутки. Принципиальная электрическая схема автоматики изображена на рисунке. По мере повышение уровня конденсата з баке срабатывают 'контакты нижнего прибора. Когда уровень достигнет верхнего предела, замыкаются контакты верхнего прибора и включается электродвигатель насоса, который работает до тех пор, пока не разомкнутся контакты нижнего прибора. С помощью универсального переключателя типа УП система автоматики переводится с одного насоса на другой. Все монтажные и наладочные работы были выполнены своими силами. Эксплуатация автоматизированных станций перекачки конденсата показала большую надежность системы. Затраты на автоматизацию окупились менее чем за половину одного отопительного сезона. Инж. В. М. СОКОЛОВ i x УДК 681.12:621.892.092 Дозатор для учета расхода смазочного масла До сих пор на холодильниках нет специальных приборов, учитывающих расход масла в системах с централизованной подачей смазки. Такой /прибор под названием «дозатор масла» (рис. 1) был изготовлен на Вильнюсском распределительном холодильнике по предложению автора данной статьи. Дозатор состоит из цилиндра с (поршнем и золотниковой коробки (рис. 2). Прибор работает следующим образом. Через постоянно открытый штуцер А центробежным насосом 2-К6 в золотниковую коробку 1 из бака подается масло. Когда рукоятка 2 находится в крайнем правом положении (рис. 3,а) и золотник 3 соединяет штуцеры Б и В, масло от насоса через штуцер Г будет подаваться под поршень 4 через штуцер Д цилиндра 5. Поднимаясь, поршень выдавливает масло через штуцеры Е, Б и В в количестве 2 кг, что соответствует полезному объему цилиндра. Когда поршень поднимется, рукоятку 2 поворачивают в крайнее левое положение и
66 Обмен опытом № 4 Штуцер Е Рис. 1. Дозатор масла. Рис. 2. Устройство дозатора масла: а — цилиндр, б — золотниковая коробка. и, шш \nirn U Золотник да? й\ б\ В\ Г\ Отнасоси 1 г\ на У777ЯА wm я\ si ei п смазкц Qm mcoca HCL смазку Рис. 3. Положение поршня и золотника при подаче первой порции масла (а) и новой порции масла (б). золотник 3 соединяет штуцеры Г я В (рис. 3,6). В этом случае масло выдавливаемся три движении поршня «низ. Рукоятка 2 связана со «счетчиком расхода масла 6, в качестве которого использован несколько измененный велосипедный счетчик. Точная регулировка объема масла, подаваемого За один цикл работы дозатора, обеспечивается регулировочным винтом 7. Производственная проверка показала, что погрешность учета смаэки с помощью дозатора не превышает 3—41%'. Дозатор масла прост и «надежен в работе. Его можно легко изготовить своими силами. Инж.Ю. К. МАРТИШЮНАС
№ 4 Устройство для снижения напряжения осветительной сети холодильника 67 УДК 621.3:621.565 Устройство для снижения напряжения осветительной сети холодильника За последние годы на Московском холодильнике № 9 проведена большая работа по улучшению состояния электрооборудования и реконструкции силовой и осветительной сети. В частности, во всех трех холодильных корпусах, а также коридорах, на автомобильных и железнодорожных платформах и в других отделениях холодного контура открытая электрическая проводка, сделанная на якорях, заменена проводкой в стальных электросварных трубах диаметром 19/2 мм. Ответвления проводов и места -присоединения светильников помещены в стальные герметичные коробки. Трубы между собой и с коробками соединены с помощью электросварки. В них, как правило, проложен провод марки ПР-500 или ПВ. Вместо обычных выключателей — чугунных герметических или карболитовых, — качество которых недостаточно высокое, применены пакетные выключатели типа ПВ—10X2, заключенные в металлические четырехугольные коробки с закрывающимися крышками. Все это улучшило техническое состояние электрооборудования «амер хранения, морозилок и неохлаждаемых складов, устранило обрыв проводов во время загрузки помещений, ликвидировало утечку тока и усилило пожарную безопасность. Во всех складских помещениях, в коридорах и на платформах открытые арматуры СП О-300 были заменены герметичными типа РН-60, РН-100, РН-150 и РН-200. Это ликвидировало опасность попадания на грузы стекла от разбитых электрических лам'п. Раньше на холодильнике силовая и осветительная сеть была раздельной. Последнюю обслуживал специальный трансформатор напряжением 6300+бр/о!/220 в, мощностью 180 ква. Для того чтобы увеличить гибкость схемы и упростить эксплуатацию сетей, было решено демонтировать этот трансформатор, а для освещения подавать ток от силовых щитов, повысив напряжение со 127 до 220 в. Такое напряжение создавалось между одним из фазных проводов 380 в и нулевым проводом. Одновременно была реконструирована устаревшая силовая и осветительная сеть. В результате повысилась загрузка силовых трансформаторов, отпала необходимость в оплате установленной мощности светового трансформатора в сумме 2160 руб. в год, достигнута экономия электроэнергии. Новая схема требует меньшего ухода- Однако результаты эксплуатации доказали, что ликвидация отдельного светового трансформатора наряду с положительными имеет и отрицательные стороны. Дело в том, что основная подстанция Мосэнерго, читающая холодильник электрическим током высокого напряжения, находится на расстоянии примерно одного километра от предприятия. Падения напряжения в сети практически не наблюдается, вследствие чего и а холодильник подается ток повышенного напряжения. Хотя на подстанции были установлены трансформаторы ТМ-6 напряжением %6300±5'%/380 в и анцап- фы трансформаторов переключены на 6600 в, трансформируемое еапряжение равнялось в среднем 395 в. Это не сказывалось отрицательно л а работе электрооборудования, но являлось одной из причин быстрого выхода из строя электрических ламп, поскольку они оказывались под на- РУ4006 i \ i i I о~ 3 U/f*3656 к потребителю Схема включения автотрансформатора мощностью 100 ква: 1 — аварийный рубильник, 2 — автотрансформатор, d -— ревероный рубильник.
68 Обмен опытом № 4 пряжением выше 220 в (напряжение осветительной сети часто доходило до 235 в). В связи с этим на предприятии резко увеличился расход, электрических ламп. При наличии трех тысяч осветительных точек каждую неделю приходилось заменять свыше 150 электрических ламп мощностью 75—109 вт, не считая низковольтных ламп мощностью 12 и 36 е. Если учесть, что стоимость одной лампы на 109 вт B20 в) равна 30 коп., такая замена обходилась холодильнику в 180—200 руб. б месяц. Выход из 'создавшегося /положения 'был найден. На базе устаревшего светового трансформатора мощностью 100 ква, напряжением 6000/220/127 в, находившегося на материальном складе холодильника, решили изготовить опытный автотрансформатор низкого напряжения на стабильное напряжение 380 в. Из трансформатора 'извлекли керн, сняли с него высоковольтную обмотку и использовали только низковольтную, (рассчитанную на 220 в. Поскольку автотрансформатор должен был обеспечить получение регулируемого напряжения в пределах 365—400 в, на него поставили дополнительную низковольтную обмотку. Для этого 'потребовалась медная шина сечением 100 мм2. Для ее изготовления использовали отрезок старого кабеля СБ—3X120 мм2. Каждую жилу разделали и покрыли киперной лентой, а затем провода соединили и 'намотали на Управление по монтажу холодильных и специальных установок ордена Трудового Красного Знамени треста Союзп роммонтаж ГЛЛВХИММОНТАЖ ГОСМОНТАЖСПЕЦСТРОЙ СССР Производит монтаж м пуск уникального холодильного оборудования (отечественного и импортного) для промышленных предприятий и для научно-исследовательских институтов: термобарокамер, каскадных установок, абсорбционных установок, компрессоров горизонтальных, звездообразных и вертикальных на любом холодильном агенте и для любого температурного режима. Заявки на выполнение работ в 1965 году просим направлять по адресу: Москва, Е-425, 3-я Парковая, 39. Телефоны: Е 5-07-42, Е 5-65-71, Е 5-91-01, Е 5-91-41. катушку трансформатора. От катушки сделали отпайки из медной шины сечением 120 мм2 на напряжение 365 и 375 в при напряжении на шинах 390 в (см. рисунок). После сборки автотрансформатора и заливки корпуса трансформаторным маслом его поставили з углубление за одним из силовых щитов с соблюдением ПТЭ для электрооборудования 'низкого напряжения. Переделка трансформатора, а также изготовление оригинального реверсного рубильника для переключения отпаек автотрансформатора на то или иное пониженное напряжение было выполнено квалифицированным электромонтером В. И. Грековым. Необходимые переключения автотрансформатора, в зависимости от фактического напряжения на низкой стороне силового трансформатора, выполняет дежурный электромонтер машинного отделения холодильника. В случае ремонта или выхода из строя автотрансформатора можно сразу перейти на шинное напряжение с помощью аварийного рубильника. Применение автотрансформатора позволило втрое сократить расход электрических ламп. На холодильнике .имеется теперь надежное устройство для снижения напряжения осветительной сети до нормального предела. А. П. МАРКИН
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ Инженер что технике безопасности С. К. Липатов (г. Москва) спрашивает, как следует правильно организовать регистрацию и освидетельствование холодильных сосудов и аппаратов, поскольку теперь это /не входит в обязанности органов Госгортехнадзора. Ответ. Согласно (Постановлению Государственного комитета при Совете Министров РСФСР по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору от 24 ноября 1961 г., сосуды холодильных установок не подлежат регистрации в местных органах Госгортехнадзора. Это изменение, а также изменения и дополнения по отдельным статьям, принятые Гос- гортехнадзором РСФСР, вошли в «Правила устройства ,и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (изд. 4-е, 1962 т.), утвержденные Госгортехнадзором СССР как обязательные для всех министерств и ведомств. .1 Поэтому оформление технической документации на холодильные сосуды (составление шнуровых книг), надзор за ними и их техническое освидетельствование возлагаются на администрацию предприятий. Эти обязательства, а также ведение записей в шнуровых книгах после испытания и технического освидетельствования сосудов должны по-прежнему выполняться на предприятиях в точном соответствии с Правилами Госгортехнадзора. При определении сроков очередного технического освидетельствования сосудов, метода испытания (гидравлическим или воздушным способом) и величины пробного давления аппаратов следует руководствоваться соответствующим разделом «Правил техники безопасности на аммиачных холодильных установках» (ВНИХИ, изд. 4-е, вып. 1960 г,). На предприятии необходимо издать приказ, возлагающий ответственность за надзор и эксплуатацию холодильных установок на начальников цехов или участков, где находятся эти установки, а за своевременное, в соответствии с действующими правилами, освидетельствование, испытание и надлежащее оформление результатов испытания холодильных сосудов — на главного механика. Общая ответственность за надзор, исправное состояние и безопасное действие работающих под давлением сосудов и аппаратов, не подлежащих надзору органов Госгортехнадзора, возлагается на главного инженера. Последний обязан вносить соответствующие записи в шнуровые'книги при регистрации сосудов и аппаратов и после испытания оборудования ставить свою подпись и печать предприятия, а также устанавливать срок следующего испытания. На предприятии необходимо систематически проводить инструктаж по технике безопасности для работников, обслуживающих холодильные установки и сосуды, находящиеся под давлением. Обслуживать холодильное оборудование могут лишь лица, имеющие дипломы или удостоверения об окончании /учебных заведений или курсов по эксплуатации холодильных установок. : ' \ Инж. М. Г, ДИК
_Ловости -шмиорашш тешишь Некоторые конструктивные особенности современных бессальниковых компрессоров УДК 621.512—213.3 Бессальниковые (полугерметичные) компрессоры выпускаются крупнейшими зарубежными фирмами для работы на фреонах-12, -22 и азеотропных смесях (холодильных агентах 500 и 502) в широких диапазонах температур кипения и конденсации, производительностью от 400 до 100000 ст. ккал/час и выше. Эти машины, как правило, блоккартерные, многоцилиндровые, быстроходные, с синхронным числом оборотов не менее 1500 в минуту (в Америке, где частота тока равна 60 гц — не менее 1800 в минуту). В последние годы стали выпускать машины с синхронным числом оборотов 3000 C600) в минуту. Так, фирма «Эйртемп» (США) изготовляет бессальниковые компрессоры со скоростью вращения 3500 обfмин и номинальной мощностью электродвигателя до 15 л. с. Представляют интерес некоторые конструктивные особенности зарубежных бессальниковых компрессоров [Г|. Одним из главных вопросов конструирования бессальниковых компрессоров является охлаждение встроенного электродвигателя. Применяются два способа охлаждения: тепло отводится от электродвигателя в окружающую среду через стенки корпуса; всасываемые пары фреона протекают через электродвигатель и охлаждают его. В первом случае, как и в машинах с внешним приводом, фреон подается непосредственно в цилиндры компрессора и не охлаждает электродвигатель. Этот вариант наиболее широко используется в машинах с потребляемой мощностью до 5 кет. Объясняется это тем, что такие машины в большинстве случаев устанавливают в агрегатах с воздушным охлаждением конденсатора. При работе они обдуваются воздухом от вентилятора, вследствие чего температура обмотки сильно понижается. Применяют также и водяное охлаждение корпуса электродвигателя (фирма «Престколд»). При вводе фреона непосредственно в цилиндры длина корпуса электродвигателя меньше из-за отсутствия всасывающего вентиля и фильтра. Во втором случае, благодаря интенсивному охлаждению парами фреона, температура обмотки электродвигателя значительно ниже, чем в первом, однако сам фреон при протекании через электродвигатель нагревается и его температура перед входом в цилиндры значительно выше температуры во (всасывающем патрубке машины. Температура нагнетания и нагрузка конденсатора при этом также более высокие. Основным преимуществом второго варианта охлаждения являются низкие температуры обмотки, что обеспечивает надежную работу электродвигателя при значительных перегрузках и позволяет намного уменьшить его габариты, а следовательно, габариты и вес всей машины. В американских бессальниковых компрессорах номинальная мощность электродвигателя в болыиинстге случаев достигается при температуре кипения—20-^-—30°[2# Отношение номинальной хслодопроизводительности к номинальной мощности электродвигателя у зарубежных машин составляет для стандартных условий 2000-^-2900 ккал/квт-ч. Рис. 1 На рис. 1. показана конструкция компрессора фирмы «Копленд» (США), комплектующего агрегат с воздушным охлаждением конденсатора. Аналогичные машины изготовляет фирма «ДВМ», работающая по лицензии фирмы «Копленд». Компрессоры предназначены для работы на фреоне-12 при температурах кипенич от —40 до 7° и температуре окружающей среды до 40° [Г|. Для более интенсивного отвода тепла в окружающую среду корпус электродвигателя и крышка цилиндров выполнены оребренными. Для уменьшения вибраций компрессоры устанавливают на резиновых илч пружинных амортизаторах. Компрессоры фирмы «Копленд», комплектующие агрегаты с водяным охлаждением конденсатора, имеют водяное охлаждение крышек цилиндров, причем вода
№ 4 Некоторые конструктивные особенности современных бессальниковых компрессоров 73 сначала поступает в крышки, а затем в конденсатор. Фирма «Копленд» выпускает бессальниковые компрессоры мощностью от 74 до 30 л. с. Компрессоры с охлаждением электродвигателя всасываемым паром выпускает ряд фирм, в том числе английские фирмы «Лайтфут», «Данхем-Буш» и немецкая (ФРГ) фирма «Броун Бовери» fl~|. Компрессоры первых двух фирм сходны по конструкции. На рис. 2 представлен четырехцилиндровый компрессор фирмы «Данхем-Буш» (а) и компоновка Рис. 2. его в агрегате с водяным конденсатором (б). Холодопроизводительность компрессора (холодильный агент фреон-12) при /о =—10° и гк=30° равна 10500 ккал/час, потребляемая мощность 3,5 кет (номинальная мощность электродвигателя 3,7 кет). Диаметр цилиндров 56 мм, ход поршней 38 мм, вес машины 130 кг. Как видно из рис. 2, фреон подается в центр крышки электродвигателя и проходит через ротор и статор по специальным каналам. Для более интенсивного отвода тепла в окружающую среду корпус электродвигателя выполнен оребренным. Пар из цилиндров нагнетается в общую пошость в литье корпуса, после чего поступает в нагнетательный вентиль и трубопровод. Благодаря развитому объему общей полости значительно уменьшается пульсация давления на линии нагнетания. Механизм движения выполнен на подшипника \" скольжения ,поршни и шатуны ш алюминиевого сплава. Компрессор выпускается с четырьмя и шестью цилиндрами для работы на фреонах-12 и -22. На рис. 3 показан четырехцилиндровый бессальниковый компрессор фирмы «Броун-Бовери» с охлаждением двигателя всасываемым парсм и общей нагнетательной полостью. Как и в описанной выше машине, фреон подается через вентиль, расположенный в центре крышки электродвигателя. Компрессор предназначен для комплектации агрегатов с воздушным или водяным охлаждением конденсатора [I]. В последнем случае вода омывает сначала рубашки крышек цилиндров, а затем подается на охлаждение конденсатора. Таким образом, обе модели различаются только крышками. Холодопроизводительность компрессора (холодильный агент фреон-12) при U =—15°, /к=30° и t м = 25° равна 8000 ккал/час, потребляемая мощность 3,3 кет (номинальная мощность электродвигателя 3,7 кет). Диаметр цилиндров 54 мм, ход поршней 38 мм, число оборотов 1450 в минуту, вес машины 144 кг. Охлаждение электродвигателя всасываемым паром особенно эффективно при плюсовых и средних температурах кипения. При низких температурах, когда количество всасываемого пара мало, эффективность охлаждения уменьшается, а нагрев машины и перегрев всасываемого пара во всасывающем канале увеличиваются. Поэтому фирма «Гольднер» (ФРГ) выпускает компрессоры [31 для работы при плюсовых и средних температурах кипения с охлаждением электродвигателя всасываемым паром, а для работы при низких температурах кипения (до —55°) — с охлаждением электродвигателя воздухом от вентилятора. Фирма выпускает также компрессоры с многоскоростными встроенными двигателями G50 и 1500 об/мин). В компрессорах, комплектующих агрегаты с воздушным охлаждением конденсатора, в качестве холодильного агента применяется фреон-22 при температуре окружающего Еоздуха до 40° и фреон-12 — до 50°. Однако компрессор может работать и на других фрео- иах. Холодопроизводительность компрессоров при г0 = _10о и tK = 30°—до 57000 ккал/час.
74 Новости иностранной техники № 4 На рис. 4, я показана конструкция компрессора фирмы «Вортингтон» (США), работающего на фреоне-22 \Ц. Фирма выпускает четырех-, шести- и восьмицилиндровые компрессоры холодопроизводительностью, соответственно, 38000, 57000 и 76000 шал/час (to = —12°; tK r^=27c) и потребляемой мощностью 9,7, 14,5 и 19,5 кзг. мерно распределяется по зазорам в корпусе и электродвигателе, охлаждая обмотку (рис. 4, а). Как и в других машинах, пар омывает стенки цилиндров, отводя частично тепло сжатия. Нагнетание из цилиндров осуществляется в общую полость в литье корпуса. Механизм движения выполнен на подшипниках скольжения. В картере, «ром-е масляного фильтра, в местах возможного накопления металлических частиц предусмотрены магнитные пробки. Особенностью конструкции является максимальная унификация ее с открытыми машинами. Корпус электродвигателя крепится на картере компрессора с помощью фланцев и может быть легко снят вместе с электродвигателем и заменен (Крышкой с сальником. Компрессорная часть машины при этом остается без изменений. На рис. 4 показаны также компрессор-конденсаторный (б) и компрессорный (в) агрегаты. Агрегаты имеют пульт управления, в который вмонтированы пусковые и защитные устройства и манометры, измеряющие давление всасывания, нагнетания и масла. Компрессор-конденсаторный и компрессорный агрегаты с пультами управления выпускают также и другие фирмы США и Англии. Уменьшение габаритных размеров электродвигателя требует увеличения его пускового момента. Если для обычных (не встроенных) электродвигателей отношение пускового момента вращения к номинальному не превышает обычно 1,5—2, то для встроенных электродвигателей эта величина составляет не менее 3. Некоторые фирмы («Лайтфут», «Данхем-Буш», «Карлайл») для снижения необходимой кратности пускового момента предусматривают специальные разгрузочные пусковые устройства, отжимающие всасывающие клапаны (соленоидного типа или с масляным приводом). Эти устройства служат также для регулирования производительности компрессора [41 Смазка беосальниковы<х компрессоров ('мощностью примерно до 3 кет) осуществляется при помощи специальных колец, подающих масло в канал коленчатого вала (фирмы «Копленд», «ДВМ»), или черпаков, укрепленных на крышках шатунов (бельгийская фирма «Леб- рэн»). Компрессоры большей производительности имеют принудительную смазку с помощью шестеренчатого насоса. Машины фирмы «Вортингтон» (см. рис. 4) снабжены реверсивным масляным шестеренчатым насосом с приводом от коленчатого вала [41 Компрессоры большинства фирм можно устанавливать в холодных помещениях или даже вне помещения. Чтобы в картере не происходило поглощения фреона маслом и вспенивания масла при пуске, в нем предусмотрен электрический нагреватель, который при остановке машины автоматически поддерживает температуру масла з пределах -35°. Бессальниковые компрессоры, как правило, снабжены тепловой защитой электродвигателя от перегрева обмотки, а также защитой от работы при двух фазах. Рис. 4 Диаметр цилиндров 63,5 мм, ход поршней 51 мм, число оборотов 1750 в минуту. В отличие от предыдущих конструкций, фреон поступает сверху крышки электродвигателя, однако благодаря спецтльным перегородкам с фильтрами он равно- 1. Каталоги фирм «Копленд», «ДВМ», «Броун Бовери», «Стерн», «Данхем-Буш», «Лайтфут», «Вортингтон», «Карлайл», «Лебрэн». 2. F. Lieding, «Kaltetechnik», 1959, № 9. 3. Neue Vierzylindier—Hermetik—Kompressoren, «Kalte- technik», 1963, № 4. 4. «Refrigerating Engineering», May, 1958. Инж, Л. E. МЕДОВАР
¦I ОТД-ЕИ УДК 621.515:546.171.1 Аммиачный холодильный турбокомпрессорный агрегат АТКА-1035 Аммиачный холодильный турбакомпрессорный агрегат АТКА-1035, выпускаемый Казанским компрессорным заводом по технической документации ЦКБ холодильного машиностроения, предназначен для крупных потребителей холода, какими являются предприятия химической и нефтяной промышленности. Холод опроизводительность агрегата АТКА-1035 ло=2400000 ккал/час при /о=—20° и Q0 = 3500000 ккал/час при to~—10° (^к =38°). Общая установленная мощность агрегата 2000 /свг. Турбокомпрессорный агрегат АТКА-1035 состоит из L - ?. омщсуер^ I— Е— Трубопровод нагнетательный \—Ш— Трубопровод жидкостный 'отельный HtSh • За движка по торн а я '19 ч _^u_ Клапан регулирующий ч uTbj Пне^матии мембранного типа ^ф' Клапан предохранительной нки—Клапан обратный -*Qf— Фильтр атиаиный Вресибер Зентиль запорный фланцевый -В— Вентили запорный регулирующие ^3I~ Вентиль угловой цапкобый Рис. 1. Схема включения агрегата АТКА-1035 в холодильную установку: / _ агрегат АТКА-1035, 2 — электродвигатель АТД-500, 3, 6 — редукторы, 4 — турбокомпрессор ТКА-335, 5 — электродвигатель СТМП-1500-2, 7 — турбокомпрессор ТКА-735, 8 — поршневой исполнительный механизм с дросселем, 9 —промежуточный холодильник, 10 — сосуд охлаждения байпасного пара, 11 — отделитель жидкости, 12, 13 — промежуточные сосуды, 14, 19 — ресиверы, 15 — конденсатор, 16 — испаритель, 17 — насос, 18 — вспомогательный агрегат.
76 Справочный отдел № 4 teb^{ Лйш rf8Q 1Ш ЧУ tODO 4?$» "TW Ряс. 2# Типовое -рзамещение агрегата АТКА-335: / — турбокомпрессор, 2 — редуктор, 3 — электродвигатель, 4 — система смазки редуктора, 5 — система смазки турбокомпрессора.
№ 4 Аммиачный холодильный турбокомпрессорный агрегат АТКА-1035 77 Техническая характеристика агрегата Холодильный агент Турбокомпрессор: марка тип компрессора диаметр колеса, мм число оборотов в минуту вес, кг Редуктор: тип вес, кг передаточное число . Электродвигатель: марка . тип . мощность, кет . число оборотов в минуту напряжение, в Вес турбокомпрессорного агрегата (сухой, всего оборудования), кг Вес оборудования, установленного в машинном зале, кг . Количество масла турбинного (ГОСТ 32-53), заряжаемого в агрегаты смазки турбокомпрессора и редуктора, кг Габаритные размеры агрегата (оборудование, установленное в машинном зале), мм: длина ширина . . . . ,¦ высота АТКА-335 Аммиак ТКА-335 Центробежный трехступенчатый, дожимающий 350 15000 2450 Горизонтальный, повышающий 1250 5 АТД-500 Асинхронный, взрывозт- щищенного исполнения 500 2950 6000 10000 7900 770 4400 3000 1800 двух агрегатов: АТКА-735*, работающего в качестве поджимающего ("низкого давления), и АТКА-335, который служит дожимающим агрегатом (высокого давления)/ Для снижения температуры паров аммиака, нагнетаемых агрегатом АТКА-735, применен промежуточный холодильник. Включение агрегата АТКА-1035 в систему холодильной установки показано на рис. 1. В'се турбокомпрессоры высокого и низкого давления имеют общие всасывающие и нагнетательные коллекторы, а также общие коллекторы промежуточного давления. В связи с этим аппаратура, комплектующая холодильную установку, может быть укрупнена. Подбор ее зависит от конкретного проекта. С целью повышения экономичности установки в холодильном цикле предусмотрено последовательное переохлаждение жидкости кипящим аммиаком в двух промежуточных сосудах. Образующиеся при кипении пары отсасываются пятой ступенью компрессора низкого давления и первой ступенью компрессора высокого давления. В примененной схеме обеспечивается высокое давление в жидкостной магистрали, что позволяет использовать ее для систем как рассольного, так и непосредственного охлаждения. * Характеристика и типовое размещение агрегата АТКА-735, а также описание конструкции приведены в журнале «Холодильная техника», 1964, № 2. Холодопроизводительность агрегатов автоматически регулируется в пределах от 100 до 50% от номинальной дросселированием на линии всасывания компрессора низкого давления (ограничено помпажным режимом) и перепуском охлажденных паров аммиака из нагнетательной линии компрессора высокого давления во всасывающую линию компрессора низкого давления. При регулировании поддерживается постоянное давление во всасывающем коллекторе низкого давления. Дистанционное управление агрегатом АТКА-1035 производится со щита, расположенного во взрывобезопае- ном помещении. Пуск и остановка агрегата дублируются также на местном щите, находящемся в машинном помещении. Предусмотрена автоматическая защита агрегата по всем основным параметрам, которая обеспечивает его безаварийную работу. Типовое размещение агрегата АТКА-335 представлено на рис. 2. Аммиачный турбокомпрессор ТКА-335—трехступенчатый. Корпус его литой, чугунный, с горизонтальным разъемом. Диффузоры и обратно направляющие аппараты образованы вставными литыми малоканальными диафрагмами. Сальник (двухсторонний торцовый) унифицирован с сальником турбокомпрессора ТКА-735. Система смазки турбокомпрессора и редуктора агрегата АТКА-335 такая же, как и агрегата АТКА-735. Редуктор агрегата АТКА-335 одноступенчатый, с шевронными колесами. На валу редуктора смонтирован рабочий шестеренчатый масляный насос. Инж. Г. Я. ХВОСТОВА
СОДЕРЖАНИЕ Основные направления технического прогресса и задачи развития холодильного хозяйства СССР на 1966—1970 гг. (Всесоюзное совещание 6—8 мая 1964 г. в Москве) . 1 Л. Е. Бурцев. Основные направления в развитии холодильного хозяйства СССР . . 2 Е. Г. Бируля. Мероприятия по расширению производства и сбыта охлажденного мяса. 6 Д. Г. Рютов. Снижение потерь и повышение качества пищевых продуктов при хранении на холодильниках : : : 10 Е. С. Гуревич. Состояние и перспективы развития холодильного машиностроения . . 15 Пленарные заседания ш 21 Секция проектирования холодильников 24 Секция холодильного оборудования и транспорта 27 Технологическая секция 29 Решения и рекомендации совещания • • . 30 B. Пехар, В. Пайерова. Полиамидные трубопроводы для фреон о-в ...... . . 32 А. Л. Вайнер, В. А. Большой. Термоэлектрический холодильный шкаф 35 А. В. Клецкий. Экспериментальное исследование гривой давления пара и удельных объемов фреона-22 37 C. Н. Богданов. Теплообмен при кипении фреонов внутри горизонтальной трубы . . 40 Т. М. Сутырина. Исследование процесса расширения жидкого фреона-12 в сопле . . 45 Т. Ф. Пименова. Исследование процесса конденсации углекислого газа на одиночной вертикальной трубе 51 Обмен опытом А. А. Хализов, Г. А. Логинов. Полиэтиленовые трубы для воды и 'рассола 59 Ю. В. Набатов. Замена быстроизнашивающихся деталей в кольцевых клапанах ... 61 A. А. Чистяков. Использование сальников СК-45 для аммиачных насосов АЦ-4 ... 62 И. И. Жариков. Работа двух термобарокамер от одной холодильной установки . . 63 B. М. Соколов. Автоматизация станций перекачки конденсата 64 Ю. К. Мартишюнас. Дозатор для учета расхода смазочного масла 65 А. П. Маркин. Устройство для снижения напряжения осветительной сети холодильника 67 Консультация М. Г. Дик. Вопросы и ответы : 69 Хроника Семинар холодильщиков в Краснодаре 70 Конференция-семинар специалистов холодильных предприятий Белмясорыбторга ... 70 {Николай Васильевич Яковлев! : : : 71 Новости иностранной техники Л. Е. Медовар. Некоторые конструктивные особенности современных бессальниковых компрессоров 72 Справочный отдел Т. П. Хвостова. Аммиачный холодильный турбокомпрессорный агрегат АТКА-1035 . . 75 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Ш. Н. Кобулашвили (главный редактор), Д Г. Рютов (зам. главного редактора), Л. Д. Акимова (зав. редакцией), проф. И. С. БаЭы/гькес, Б. С. Вейн- берг, А. А. Гоголин, М. Г. Дик, В. А. Дедух, Л. В. Кая, В. Я. Кокорев, М. С. Мартынов, проф. В. С. Мартыновский, М. Я. Мертешов, Р. В. Павлов, Н. В. Померанцева, прсф. Г. Б. Чижов, В. И. Шелапутан, А. П. Шеффер, Адрес редакции: Москва, ул. Костикова, 12. Телефон Д 0-00-34 доб. 49. Т-12138. Подписано в печать 13/WII 1964 г. оЧХЮв1/". Печ. л. 5 (привед. 8,4). Уч.-изд л 8,72 Тираж 9920. Заказ 1103. Цена 60 коп, Типография «Гудок». Москва, ул. Станкевича, 7.